Tantalov vrč je hidraulična naprava za prelijevanje tekućina.
Naziv potječe od muke koju trpe korisnici u nastojanju da vrč napune do
vrha, a to im nikako ne uspijeva. Vrč je izumio čuveni Pitagora iz
Samosa kao disciplinsku mjeru za radnike na vodoopskrbnim radovima koje
je nadzirao. Oblikovan je tako da omogući ulijevanje vina samo do
unaprijed određene količine, što je označeno izbočinom s unutarnje
strane. Ako se piće natoči do razine ispod te izbočine, osoba ga može
popiti u miru. Ako, pak, pohlepno do vrha napuni vrč, mehanizam unutar
vrča prolije svu količinu vina u krilo korisnika kroz rupu na podnožju
- korisnik se osrammoti, a vino se prolije i pohlepnik ostane žedan. Na
taj je način trebao radnike naučiti da je u pijenju najbolja umjerenost.
Na uređaju koji ćemo izraditi može se vidjeti način njegova djelovanja.
Ovo načelo se u praksi inače koristi u obliku gibljive cijevi, za
pražnjenje posuda koje se ne mogu iskrenuti, na primjer za vađenje
benzina iz spremnika automobila, ili za pretakanje iz velikih bačvi.
Od pribora će nam trebati:
- Prazna plastična boca od gaziranih pića, zapremnine 1 L ili 1,5 L (bezbojna) s čepom. Oštrim nožem ili škarama odrezat ćemo dno boce.
- Komad plastične prozirne savitljive cijevi promjera 10 - 12 mm, a duljine oko 60 cm.
- Sažvakana žvakaća guma.
Na čepu treba izrezati okruglu rupu promjera koji odgovara promjeru plastične cijevi.
Kroz rupu na čepu provedemo cijev i okolo zabrtvimo žvakaćom gumom, jer
rupa najčešće nije posve okrugla i cijev ne prianja dobro.
Čep zajedno s provučenom cijevi zavrnemo na bocu, a dio cijevi u boci
savijemo unutra tako da kraj seže do grla boce. Time je Tantalov vrč
gotov.
Punimo li vrč vodom on će se ponašati kao spojene posude. Voda će
imati istu razinu u vrču i u cijevi ali neće istjecati. No kad se
razina vode popne do luka savijene cijevi, prelit će se i istjecati sve
dok posve ne isteče, odnosno dok se stupac tekućine ne prekine ulaskom
mjehurića zraka u cijev. Pri istjecanju se voda diže sa niže razine u
vrču na višu razinu u preljevnoj cijevi. Kad nastane prekid, istjecanje
će stati.
Napomena: Ako pokus izvodite u kući obavezno to radite iznad
kade, sudopera ili umivaonika. U protivnom ćete proliti vodu po podui i
...., znate već što slijedi.
OBJASNIMO POJAVU
Da bi pojasnili pojavu zamislit ćemo izdvojeni dio tekućine u gornjem luku preljevne cijevi na razini c, omeđen presjecima A i B. Vanjski tlak na otvorene površine tekućine na razinama a i b je isti i jednak je atmosferskom tlaku p0. Tlak pA na presjek A je manji od p0 za ρgh1, dok je tlak pB manji od p0 za ρgh2. Budući da je h1 < h2, tlak pA je veći od pB za razliku Δp = ρg(h2 - h1). Zato će se tekućina gibati u cijevi od A prema B, i teći sa više razine a na nižu razinu b. Brzina protoka će biti tim veća što je dulja izljevna cijev jer se time povećava visina h2. Ako u stupcu tekućine nastane prekid istjecanje će prestati.
