Przebieg zadania:
Aby wykonać zadanie wpadłem na pomysł zrealizowania basenu o którym mowa w ćwiczeniu.
Jednak nie zrobie tego za pomocą wiaderek, tylko będziemy faktycznie napełniać wiadro lub pudełko za pomocą 4 węży ogrodowych, zakręcając poszczególne zawory na rozdzielaczu na 4, będziemy mogli dostrzec zmiany w czasie napełniania wiaderka, co będzie symulowało ilość osób napełniających to wiaderko.
zakupiłem więc w castoramie potrzebne przedmioty:
- 2 metry węża ogrodowego
- Rozdzielacz 1 -> 4 z możliwością dławienia;
- 6 metalowych opasek zaciskowych celem uszczelnienia
Proces przygotowania zaczynamy od przycięcia węża na 5 części, 4 długie, jedna krótka;
następnie należy węża przymocować do końcówek rozdzielacza, normalnie powinno się to robić na złączkach, ale tutaj owiniemy to taśmą i zaciśniemy opaską (powinno być szczelne wystarczająco)
Tak robimy z każdym z 4, następnie tak samo podłączamy węża z tyłu, choć tutaj będzie to wymagało lekkiego szlifnięcia jego średnicy; drugi koniec można by podłączyć do kranu, ale jeśli układ ma działać w warunkach szkolnych to trzeba będzie poradzić sobie i podłączyć butelkę, możliwe że będzie do tego potrzebna ręczna pompka gdyż sama siła grawitacji będzie niewystarczająca ;)
Następnie odprowadzę wyjścia do wiaderka, zaś dławiki skręcę na 10%;
Aby pokazać to zadanie musimy tutaj wprowadzić zjawisko wąskiego gardła, gdyż inaczej czas trwania napełniania wiaderka z jednego będzie taki sam jak z 4, gdyż przepływ będzie rozdzielony; jeśli ograniczymy przepływ do minimum, wtedy będzie można pokazać zależności
Aktualizacja:
Niestety w trakcie testu odkryliśmy iż wykonanie prezentacji w klasie nie będzie możliwe, gdyż ręczna pompka ma zbyt małą wydajność by dostrzec różnice w czasie napełniania wiaderka, przy jednym i przy 4 czas był identyczny, a wręcz wolniejszy.
Wpierw trochę teorii, wiemy że mamy wiaderko o pojemności 7L, mamy 4 węże doprowadzające wodę do wiaderka, każdy z nich może zostać przyblokowany.
Załóżmy że napełnienie wiaderka za pomocą 1 węża zajmie 1 minutę, co oznacza że:
Czas napełniania z dwóch węży: 60s : 2 = 30s
Czas napełniania z trzech węży: 60s : 3 = 20s
Czas napełniania z czterech węży: 60s : 4 = 15s
A teraz sprawdźmy to w praktyce, napełnianie wiaderka, dławienie na otwartych wężach ustawione na 90%.
Zrzut ekranu stopera przy 1 wężu:
Zrzut ekranu stopera przy 1 wężu:
Tabelka prezentująca zmierzone stoperem czasy napełniania wiaderka:
Powyższe wartości potwierdzają odwrotną proporcjonalność doprowadzonych rur do czasu napełniania wiaderka; im więcej węży tym mniej czasu zajmuje jego napełnienie, lecz sprawdźmy ile teoretycznie powinny wynieść te wartości:
Jak możemy dostrzec wartości przy większej ilości węży teoretycznie powinny wynieść mniej, jednak można uznać że znajdują się w granicy błędów mogących wynikać z nieszczelności układu, wydajności lub innych rzeczy które wpływają na przepływ wody.
Zapraszamy teraz 2 dodatkowe osoby do przeprowadzenia doświadczenia na lekcji, które będzie polegało na napełnianiu wiaderka za pomocą kubków, sprawdzimy jaka będzie różnica w czasie przy napełnieniu za pomocą 1, 2, 3 i 4 osób.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz