Spēki un mijiedarbība

Ūdens strūklu var modelēt, kā no noteiktā augstuma horizontāli izsviesta ķermeņa kustību. Strūklas lidojuma tālums \(L\) ir atkarīgs no diviem parametriem: sākuma ātruma \(v_{0}\) un lidojuma laika:  \(t\): \(L=v_0t\)  Lidojuma laiku var izteikt no formulas \(h=\frac{gt^2}{2} \space \implies \space t=\sqrt{\frac{2h}{g}}\).

Ūdens svars spiež gan uz trauka pamatu, gan uz trauka sienam. Šķidruma spiediens  \(p\) ir atkarīgs no staba augstuma \(h\) virs atveres: \(p=\rho gh\). Skaidrs, jo zemāk atrodas atvere, jo lielāks būs šķidruma spiediens un atbilstoši tam arī strūklas sākuma ātrums no atveres.

Strūklai no augstākās atveres būs vismazākais sākuma ātrums \(v_0\), jo šķidruma  spiediens atverē ir vismazākais, un visilgākais lidojuma laiks \(t\). Strūklai no zemākās atveres būs vislielākais sākuma ātrums, jo šķidruma spiediens atverē ir vislielākais, un visīsākais lidojuma laiks. 

Tātad, zīmējumā ir nepareizi  attēlota strūklas no augšējās atveres trajektorija: jo augšējā atvere atrodas ļoti tuvu šķidruma virsmai, šķidruma radītais spiediens tajā ir neliels un augšējās strūklas lidojuma tālums būs vismazākais. Neveicot augstuma mērījumus un aprēķinus, nevar pateikt viennozīmīgi, kuras strūklas - no vidējās vai no apakšējās atveres - lidojuma tālums būs lielāks, iespējami varianti: 

Uzdevuma izpilde eksāmenā - 39%. 

Vērtēšanas kritēriji

Nosauc un paskaidro, kas ir nepareizs uzdevuma piedāvātajā zīmējumā A (1 punkts)

Uzzīmē  pareizās ūdens strūklas trajektorijas (1 punkts)

Pamato atšķirības ūdens strūklas trajektorijās no dažādām atverēm, izmantojot ūdens staba spiediena atšķirības un horizontāli mesta ķermeņa modeli (1 punkts)

Skolēnu risinājumu un to vērtējumu piemēri

1. piemērs: risinājums novērtēts ar 2 punktiem (netika ņemts vērā lidojuma laiks).

2. piemērs: risinājums novērtēts ar ar 2 punktiem (netika ņemts vērā lidojuma laiks).

3. piemērs: risinājums novērtēts ar 1 punktu (strūklas nav uzzīmētas pareizi, netiek ņemts vērā lidojuma laiks).