Po stopách Torricelliho

Evangelista Torricelli (1608-1647) bol taliansky fyzik. Pracoval v oblasti hydrodynamiky, vynašiel ortuťový barometer, pomocou ktorého dokázal existenciu atmosférického tlaku.

Robotníci slúžiaci grófovi z Toskánska sa pokúšali pumpovať vodu do výšky väčšej ako 12 metrov, no voda sa vždy zastavila pri výške asi 10 metrov. Torricelli pri objasňovaní javu využil ortuť, ktorá je približne 14-krát hustejšia ako voda. V roku 1643 (100 rokov po publikovaní Kopernikovho diela O pohyboch nebeských sfér) zobral tenkú sklenú trubičku dlhú asi 1 meter, ktorá na jednom konci bola zatavená. Naplnil ju ortuťou a opatrne vložil do nádobky s ortuťou. Hladina ortuti v sklenej trubičke klesla a ustálila sa vo výške 76 cm. Na rozhraní vzduch-kvapalina sa totiž sa vyrovnali dva tlaky a to hydrostatický tlak v sklenej trubičke a atmosférický tlak pôsobiaci na voľný povrch kvapaliny v nádobke. Zaroveň sa v trubičke v priestore na ortuťou vytvorilo vákuum. Hladina ortuti v sklenej trubičke kolísala posľa meniaceho sa tlaku: pri vyššom atmosférickom tlaku stúpla o niečo, pri poklesnutí o niečo klesla. Tak Torricelli vlastne skonštruoval prvý barometer. Na jeho počesť bola pomenovaná i jednotka tlaku torr (normálny atmosférický tlak je asi 760 torrov).

Torricelli takisto objavil zákon, podľa ktorého možno určiť rýchlosť vytekajúcej kvapaliny z otvoru, ktorý sa nachádza v hĺbke h pod voľným povrchom kvapaliny v nádobe. Pre túto rýchlosť platí v = √2hg.

Na túto tému môžeme uskutočniť nasledujúci pokus:

Pomôcky: nádoba vysoká asi 1 meter, nôž, pravítko, plastelína

Nožom urobíme do nádoby dve dierky, jednu 10 cm od horného okraja, 10 cm od dolného okraja.

Obe dierky načas uzavrieme plastelínou. Nádobu naplníme vodou až po horný okraj. Dierky v tom istom okamihu uvoľníme.

Ak ste dierky urobili presne, oba vodné lúče by mali dopadať do vzdialenosti 60 cm od päty nádoby. Ak ovládate matematický aparát popisujúci vrh vodorovný, môžete si to výpočtom ľahko overiť.