Esperimenti per misurare la forza di un getto d'acqua

Esperimenti per misurare la forza di un getto d'acqua

Un getto d'acqua esercita forza proporzionale alla massa e velocità dell'acqua nel getto. È possibile misurare questa forza in una varietà di modi, ma il principio di base dietro di loro è la stessa: per misurare le variazioni di massa o di accelerazione di un sistema che fa sì che il getto senza lasciare che l'accumulo di peso dell'acqua falsare i risultati.

Ruota idraulica

In questo esperimento, il concetto di base è quello di costruire una semplice ruota ad acqua, misurare la sua massa, quindi consentire un getto d'acqua per girare la ruota di acqua durante le misure di accelerazione della ruota. Secondo la formula F = ma, forza applicata dal getto d'acqua sarà uguale alla massa della ruota volte il tasso di accelerazione. Nella costruzione e calcoli, tenta di rappresentare la crescente difficoltà di misurare con precisione l'accelerazione della ruota oltre un certo punto e cercare di minimizzare l'attrito di rotazione sull'asse della ruota.

Forza contro una scala

Questo esperimento utilizza una scala di laboratorio ordinarie con una piccola modifica per misurare la forza di un getto d'acqua. Capovolgere il cassetto della scala o collegare una lastra piana o curva verso il basso per la scala in modo che acqua scorre liberamente fuori la scala invece di raccogliere su di esso. Dato un flusso costante d'acqua rivolti verso un punto costante della scala, la scala dovrebbe registrare una massa proporzionale la forza del getto d'acqua.

Verticale del getto

Questo esperimento utilizza le proprietà conosciute di acqua e forza gravitazionale per misurare la forza di un getto d'acqua. Spara un getto d'acqua verso l'alto nell'aria durante la misurazione o il controllo del volume di acqua che scorre al secondo. Calcolare la massa di un determinato "blocco" di acqua utilizzando il nota densità dell'acqua e misurare quanto up viaggia prima la decelerazione a causa della gravità si gira verso il basso. Considerare questo un sistema di forze con una massa nota di acqua essendo ha agito su di forza gravitazionale conosciuta (giù) e la forza sconosciuta del getto (fino). Risolvere per la forza del getto.

Razzo ad acqua

Un razzo ad acqua è una bottiglia vuota o parzialmente riempito con acqua e pressurizzato con una pompa di aria attraverso un buco nel fondo del giocattolo. Quando la pressione aumenta abbastanza, l'aria espelle l'acqua attraverso il foro, che aziona il razzo verso l'alto. Lancio di un razzo acqua di massa nota e contenenti una massa nota di acqua, poi misurare l'altezza massima del suo volo. Contabilità per la massa mutevole come l'acqua lascia il razzo, usare la massa del razzo, la distanza che ha viaggiato e conosciuta forza di gravità per calcolare la forza media del getto d'acqua che ha lasciato il razzo.