Śmigus-dyngus Pistolet

Ten kolorowy pistolet, dzięki umieszczonym dwóm zbiorniczkom spełnia niejako dwojaką rolę. Jeden zbiornik, w którym pływają małe kolorowe kółeczka, zamknięty i wypełniony wodą, umieszczony jest u góry. Są też tam dwa przyciski. Naciśnięcie któregoś z nich uruchamia tłoczek, który wypycha ciecz, co w efekcie powoduje "unoszenie" się kolorowych kółeczek. Cała zabawa polega na tym, by odpowiednio naciskając te przyciski, umieścić kółeczka na gwiazdkach znajdujących się w zbiorniczku. Z kolei drugi zbiorniczek ma zastosowanie w czasie śmigusa-dyngusa. Przez otworek z boku wlewa się wodę i naciskając "spust" strzelamy wodą na odległość nawet do 5 metrów.

Naciśnięcie "spustu" powoduje przesuw tłoka, który wywiera pewne ciśnienie na wodę zassaną wcześniej do cylindra tłokowego. Z drugiej strony jest cienki i dość długi otworek przez który woda zostaje "wystrzeliwana" na zewnątrz. Ten cienki otworek powoduje, że prędkość, z jaką wylatuje woda jest wystarczająca do osiągnięcia zasięgu ok. 5 m z wysokości 1 m. Im cieńszy otwór, tym prędkość będzie większa.

Wyjaśnimy to dokładniej. Taka sama ilość wody, jaka jest przesuwana za pomocą tłoka, musi się jednocześnie (w danej chwili) przecisnąć przez cienki otwór wylotowy. O tym mówi prawo zachowania masy, które prowadzi do równania ciągłości: iloczyn gęstości wody ρ, pola powierzchni tłoka S1 i prędkości wody v1 w komorze z tłokiem (jest to masa przepływającej wody w jednostce czasu) musi być równy iloczynowi również gęstości wody oraz pola powierzchni przekroju otworu wyjściowego S2 i prędkości v2 w tymże otworku:

ρS1v1 = ρS2v2

Jak widać, prędkość wylotowa wody jest proporcjonalna do prędkości przesuwu tłoka i większa od niej o stosunek pól powierzchni tłoka do otworu wylotowego.


Patrz także: inne zabawki, pojęcia i zjawiska związane:
Ciśnienie: Barometr Goethego | Kaczka pijaczka | Kula plazmowa | Młynek Crooksa | Nurek Kartezjusza | Parostatek puf puf | Silnik Stirlinga | Suszarka i piłka | Termometr miłości
Lepkość: Czarodziejska różdżka | Kapryśne ciecze | Parostatek puf puf | Suszarka i piłka | Tornado w butelce