Гидро- и аэромеханика
Закон Ньютона в проекциях на вертикальное и горизонтальное направление. Уравнение Бернулли. Нахождение изменений потенциальной энергии шарика при погружении его в воду, давления воды на дне пробирки. Принцип о постоянстве давления в слое жидкости.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2013 |
| Размер файла | 9,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гидро- и аэромеханика
Поршень расположен горизонтально. На поршень, имеющий площадь S, действует постоянная сила F. С какой скоростью v должна вытекать в горизонтальном направлении струя из отверстия площадью s, если плотность жидкости равна с.
1) Уравнение Бернулли:
U2/2 + P/с = V2/2
2) Следствие уравнения неразрывности:
U·S = V·s => U = V·s/S
Давление, вызываемое силой, действующей на поверхность:
P = F/S
(V·s/S)2/2 + P/с = V2/2 => (V2/2)·(1 - (s/S)2) = P/с
Ответ: V = {2·F/[S·с·(1 - (s/S)2)]}1/2
На гладкой горизонтальной поверхности стоит сосуд с водой. В боковой стенке сосуда у дна имеется отверстие площадью S. Какую силу нужно приложить к сосуду, чтобы удержать его в равновесии, если высота уровня воды в сосуде равна h?
1) Уравнение Бернулли:
V2/2 = g·h
2) Кинематические соотношения:
a = V/t; m = с·S·V·t
F = m·a = с·S·V·t ·V/t = 2·g·h·с·S
Ответ F = 2·g·h·с·S
С катера, идущего со скоростью v, опускают в воду изогнутую под прямым углом трубку так, что опущенный в воду конец трубки горизонтален и обращен отверстием в сторону движения. Другой конец трубки, находящийся в воздухе, вертикален. На какую высоту h по отношению к уровню воды в озере поднимется вода в трубке?
1) Уравнение Бернулли:
g·h = v2/2
Ответ h = v2/(2·g)
В бак равномерной струей наливается вода. За одну секунду прибывает Q1 = 2 л/сек. В дне бака имеется отверстие площадью S = 2 см2. На какой высоте будет держаться вода в баке?
1) Уравнение Бернулли:
g·h = v22/2
2) Т.к. количество жидкости, вытекающей из бака, при установившемся режиме равно количеству жидкости туда втекающей, то v2 = Q1/S
g·h = (Q1/S)2/2
Ответ h = (Q1/S)2/(2·g)
Сосуд с жидкостью движется поступательно вдоль горизонтальной прямой с ускорением a. Под каким углом к горизонту будет располагаться поверхность жидкости?
1) II закон Ньютона в проекциях на вертикальное и горизонтальное направление:
g·m = N·cosб
m·a = N·sinб
a = g·tgб
Ответ: tgб = a/g
С какой высоты должно падать тело, плотность которого с, чтобы оно погрузилось в воду на глубину H. Сопротивление воды и воздуха не учитывать.
1) Потенциальная энергия равна работе силы Архимеда
с·V·g·h = g·св·V·H
Ответ h = св·H/с
На сколько изменится потенциальная энергия мяча, если его погрузить в воду на глубину h? Масса мяча M, его диаметр D.
1) Изменение потенциальной энергии равно разнице работ силы Архимеда и силы тяжести:
ДE = g·M·h - g·с·V·h
Ответ ДE = g·M·h - g·с·р·h·D3/6
Стеклянный шарик массой m = 100 г, находящийся у поверхности глицерина, погружается на глубину h = 1 м. Найти изменение потенциальной энергии шарика ДU. Плотность глицерина с1 = 1.2 г/см3; плотность стекла с2 = 2.4 г/см3.
1) Объем шарика:
V = m/с2
2) Изменение потенциальной энергии равно разнице работ силы Архимеда и силы тяжести:
ДU = g·m·h - g·с1·V
Ответ ДU = g·m·h·(1 - с1/с2)
Какую работу нужно совершить при медленном подъеме камня объемом V в воде с глубины Н? Плотность камня с.
1) Работа силы Архимеда способствует подъему, поэтому:
A = g·с·V·H - g·св·V·H
Ответ:A = g·H·V·(с - св)
Два аэростата поднимают вверх одинаковые грузы. Первый движется с ускорением a = g/2, а второй - с постоянной скоростью. Плотность газа с1 в аэростатах одинакова и равна половине плотности воздуха с. Объем первого аэростата равен V1. Чему равен объем второго аэростата?
1) II закон Ньютона:
(M1 + m)·a = g·с·V1 - g·(M1 + m)
0 = g·с·V2 - g·(M2 + m)
с1·V1·a + m·a = g·с·V1 - g·с1·V1 - g·m => m = V1·[g·с - (g+a)·с1 ]/(a + g)
0 = g·с·V2 - g·с1·V2 - g·m => m = с·V2 - с1·V2 = V2·(с - с1)
Ответ:V2 = V1·[ g·с - (g+a)·с1 ]/[ (a + g)·(с - с1) ] = V1/3
Пробирка длиной L была доверху заполнена водой и опущена открытым концом в стакан с водой. При этом почти вся пробирка находится над водой. Найти давление воды на дне пробирки.
1) Если давление на уровне воды в стакане составляет Ро, то давление под дном пробирки должно быть меньше на величину давление столба жидкости, содержащейся в пробирке. (Т.к. в противном случае не будет выполняться принцип о постоянстве давления в слое жидкости или газа.)
Ответ: P = Po - g·с·h
закон ньютон бернулли давление
В U-образную трубку наливают ртуть. Затем в одно из колен трубки наливают масло, а в другое - воду. Поверхности раздела ртуть-вода и ртуть-масло находятся на одном уровне. Определить высоту столба воды, если высота столба масла Н, плотность масла см.
1) Тот факт, что поверхности раздела ртуть-вода и ртуть-масло на одном уровне свидетельствуют о равенстве давлений столбов жидкостей - воды и масла.
g·св·hв = g·см·H
Ответ:hв = H·см/св
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теория движения жидкости. Закон сохранения вещества и постоянства. Уравнение Бернулли для потока идеальной и реальной жидкости. Применение уравнения Д. Бернулли для решения практических задач гидравлики. Измерение скорости потока и расхода жидкости.
контрольная работа [169,0 K], добавлен 01.06.2015Физические свойства жидкости и уравнение гидростатики. Пьезометрическая высота и вакуум. Приборы для измерения давления. Давление жидкости на плоскую наклонную стенку и цилиндрическую поверхность. Уравнение Бернулли и гидравлические сопротивления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.11.2014Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.
реферат [37,9 K], добавлен 03.05.2011Анализ и особенности распределения поверхностных сил по поверхности жидкости. Общая характеристика уравнения Бернулли, его графическое изображение для потока реальной жидкости. Относительные уравнение гидростатики как частный случай уравнения Бернулли.
реферат [310,4 K], добавлен 18.05.2010Реальное течение капельных жидкостей и газов на удалении от омываемых твердых поверхностей. Уравнение движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для несжимаемой жидкости. Истечение жидкости через отверстия. Геометрические характеристики карбюратора.
презентация [224,8 K], добавлен 14.10.2013Построение эпюры гидростатического давления жидкости на стенку, к которой прикреплена крышка. Расчет расхода жидкости, вытекающей через насадок из резервуара. Применение уравнения Д. Бернулли в гидродинамике. Выбор поправочного коэффициента Кориолиса.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 24.03.2012Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Распределение гидростатического давления. Приборы для измерения давления. Сила гидростатического давления на плоские стенки и на криволинейную поверхность.
курс лекций [449,2 K], добавлен 20.12.2011Определение силы давления жидкости на плоскую и криволинейную стенку. Суть гидростатического парадокса. Тело давления. Выделение на криволинейной стенке цилиндрической формы элементарной площадки. Суммирование горизонтальных и вертикальных составляющих.
презентация [1,8 M], добавлен 24.10.2013Виды вещества. Реакция твердого тела, газа и жидкости на действие сил. Силы, действующие в жидкостях. Основное уравнение гидростатики. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Определение силы давления столба жидкости на плоскую поверхность.
презентация [352,9 K], добавлен 28.12.2013Описание и аналитические исследования гидродинамических процессов. Дифференциальные уравнения движения Эйлера. Уравнение Бернулли и гидродинамическое подобие потоков. Инженерно-технологический расчет и принцип действия паростуйного эжектора типа ЭП-3-600.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.04.2015Понятия и устройства измерения абсолютного и избыточного давления, вакуума. Определение силы и центра давления жидкости на цилиндрические поверхности. Границы ламинарного, переходного и турбулентного режимов движения. Уравнение неразрывности для потока.
контрольная работа [472,2 K], добавлен 08.07.2011Три случая относительного покоя жидкости в движущемся сосуде. Методы для определения давления в любой точке жидкости. Относительный покой жидкости в сосуде, движущемся вертикально с постоянным ускорением. Безнапорные, напорные и гидравлические струи.
презентация [443,4 K], добавлен 18.05.2019Нахождение тангенциального ускорения камня через секунду после начала движения. Закон сохранения механической энергии. Задача на нахождение силы торможения, натяжения нити. Уравнение второго закона Ньютона. Коэффициент трения соприкасающихся поверхностей.
контрольная работа [537,9 K], добавлен 29.11.2013Взаимоотношение объема и давления, оценка влияния изменения объема на значение давления. Уравнение давления при постоянном значении массы газа. Соотношение массы и температуры по уравнению Менделеева-Клапейрона. Скорость при постоянной массе газа.
контрольная работа [544,5 K], добавлен 04.04.2014Виды давления, классификация приборов для его измерения и особенности их назначения. Принцип действия мановакуумметров, характеристика их разновидностей. Многопредельные измерители и преобразователи давления. Датчики-реле давления, виды манометров.
презентация [1,8 M], добавлен 19.12.2012Вакуум как разность между атмосферным или барометрическим и абсолютным давлением. Расчет линейной потери напора по формуле Дарси-Вейсбаха. Свойства гидростатического давления. Особенности применения уравнения Бернулли. Давление жидкости на плоскую стенку.
реферат [466,0 K], добавлен 07.01.2012Закон сохранения импульса, закон сохранения энергии. Основные понятия движения жидкостей и газов, закон Бернулли. Сила тяжести, сила трения, сила упругости. Законы Исаака Ньютона. Закон всемирного тяготения. Основные свойства равномерного движения.
презентация [1,4 M], добавлен 22.01.2012Определение силы гидростатического давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности, в закрытом резервуаре. Специфические черты гидравлического расчета трубопроводов. Определение необходимого давления рабочей жидкости в цилиндре и ее подачу.
контрольная работа [11,4 M], добавлен 26.10.2011Определение плотности бензина при заданных данных без учета капиллярного эффекта. Расчет давления жидкости, необходимого для преодоления усилия, направленного вдоль штока. Вычисление скорости движения воды в трубе. Определение потерей давления в фильтре.
контрольная работа [358,4 K], добавлен 09.12.2014Уравнение неразрывности потока жидкости. Дифференциальные уравнения движения Эйлера для идеальной жидкости. Силы, возникающие при движении реальной жидкости. Уравнение Навье - Стокса. Использование уравнения Бернулли для идеальных и реальных жидкостей.
презентация [220,4 K], добавлен 28.09.2013
