加速下液面變化

探討在加速座標下液面變化情形

實驗裝置：在一台車上設置一壓克力盒且盒內裝水。
使台車在一水平面上定加速，並觀察加速前後液面的變化情形。
將台車靜置在一固定的斜面上，再使其自由下滑，並觀察下滑前後液面的變化情形。
如實驗二進行，此時斜面可自由移動，並觀察下滑前後液面的變化情形。

先考慮一 $U$ 形管的問題，在受一外力加速 $A$

情況下，討論水位的變化（如下圖）。

fig1 220x171

水位差所造成下部水管內的液體所受的力： $2\times \Delta h\times g\times a\times \rho = L\times A\times a\times \rho$

$a$ ：管面積； $\rho$ ：液體密度； $g$ ：重力加速度。

本實驗所使用的儀器，可視為很多個連通管的疊合。故在一加速度的情形下，會造成水面傾斜。

1.水面的傾斜角和外加速度有何關係？
2.大氣壓力及慣性定律在這邊扮演什麼角色？
3.在這四個實驗中，力圖該怎麼分析？

壓克力盒中的水不宜過多，以免實驗操作時，造成檯面溼滑。

「生活中的實用物理」, 初版, 龍騰文化, 民91, 臺北禇德三

“Some dynamic applications of liquid manometer", Am. J. Phys. 3(2), 1935 R. M. Sutton

ACCELEROMETER ON INCLINED PLANE(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)

AIR TRACK – ACCELEROMETER(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)

黃時霖

朱慶琪

黃時霖、朱慶琪