В науке и технике одним из приборов, позволяющих определить скорость потока жидкости или газа, является трубка Пито. Этот прибор состоит из двух трубок, одна из которых располагается открытым концом навстречу потоку, а вторая – так, что вектор скорости движения среды параллелен плоскости открытого конца. Движущаяся среда создает в этих трубках отличающиеся друг от друга давления. По величине разности этих давлений можно определить скорость движения среды относительно трубок.
В предложенной вам работе рассматривается модель трубки Пито (в дальнейшем просто «трубка Пито») для измерения скорости движения воды (см. рисунок 1) – игла, конец которой срезан под острым углом к ее оси, с присоединенной к ней трубкой. Если поместить кончик иглы в поток воды, то уровень воды в трубке Пито будет зависеть от ориентации иглы относительно потока (для удобства регистрации уровня воды к трубке приклеена линейка). Если вода течет параллельно плоскости среза иглы, в трубке устанавливается некоторый уровень $h_{1}$, если же ее развернуть отверстием перпендикулярно набегающему потоку, он будет дополнительно нагнетать воду в трубку Пито, вследствие чего уровень жидкости $h_2$ в этом случае будет выше.
A1 Наденьте гайки на трубку и распределите их по ней. Заранее зафиксировав гайки и измерив расстояние между ними, их можно использовать в качестве меток для измерения координаты $x$ в следующих упражнениях. Расположите трубку на дне ведра, наполненного водой примерно на треть. Следите за тем, чтобы все части трубки находились на одинаковом уровне (для этого согните трубку в виде спирали).
K одному из концов трубки присоедините помпу, предварительно проверив, что ее заслонка полностью открыта. Подключите помпу к источнику питания и установите напряжение $9~В$. Вставьте иглу в силиконовую трубку на расстоянии $15~см$ от выходного отверстия помпы. Убедитесь, что уровень нагнетаемой в трубку Пито воды зависит от ориентации иглы относительно набегающего потока. Протыкая трубку иголкой в разных местах, снимите зависимости величин $h_1$ и $h_2$ (высот уровней жидкости в трубке Пито при двух ориентациях иглы) от расстояния до выходного отверстия помпы $x$ для $x \geq 15~см$.