Гидро- и аэромеханика
Вычисление высоты столба воды. Определение скорости вытекания в горизонтальном направлении струи из отверстия определенной площадью при заданной плотности жидкости. Характеристика изменения потенциальной энергии. Расчет давление воды на дно пробирки.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2013 |
| Размер файла | 14,3 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/
Гидро- и аэромеханика
5.0.1. 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.
Уравнение Бернулли:
U2/2 + P/с = V2/2
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
5.0.2. 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?
Уравнение Бернулли:
V2/2 = g·h
Кинематические соотношения:
вода столб струя давление
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
5.0.3. 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?
Уравнение Бернулли:
g·h = v2/2
Ответ: h = v2/(2·g)
5.0.4. 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?
Уравнение Бернулли:
g·h = v22/2
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)
5.0.5. Сосуд с жидкостью движется поступательно вдоль горизонтальной прямой с ускорением a.
Под каким углом к горизонту будет располагаться поверхность жидкости?
g·m = N·cosб
m·a = N·sinб
a = g·tgб
Ответ: tgб = a/g
5.0.6. С какой высоты должно падать тело, плотность которого с, чтобы оно погрузилось в воду на глубину H. Сопротивление воды и воздуха не учитывать.
с·V·g·h = g·св·V·H
- потенциальная энергия равна работе силы Архимеда
Ответ: h = св·H/с
5.0.7. На сколько изменится потенциальная энергия мяча, если его погрузить в воду на глубину h? Масса мяча M, его диаметр D.
ДE = g·M·h - g·с·V
Ответ: ДE = g·M·h - g·с·р·h·D3/6
5.0.8. Стеклянный шарик массой m = 100г, находящийся у поверхности глицерина, погружается на глубину h = 1м. Найти изменение потенциальной энергии шарика ДU. Плотность глицерина с1 =1.2 г/см3; плотность стекла с2 = 2.4 г/см3.
V = m/с2
ДU = g·m·h - g·с1·V
Ответ: ДU = g·m·h·(1 - с1/с2)
5.0.9. Какую работу нужно совершить при медленном подъеме камня объемом V в воде с глубины Н? Плотность камня с.
Работа силы Архимеда способствует подъему, поэтому:
A = g·с·V·H - g·св·V·H
Ответ: A = g·H·V·( с - св)
5.0.10. 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?
(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
5.0.11. 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 дно пробирки.
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
5.0.12. 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.
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
Контр.:
Кусок льда массой m плавает в цилиндрической банке, наполненной жидкостью с плотностью с. Площадь банки S. На сколько изменится уровень жидкости, когда лед растает?
m·g = g·с·Vпогруженной части льда => Vпчл = m/с = S·L1
Vрастаявшего льда = m/своды => Vрл = m/своды = S·L2
Ответ: ДL = (m/S)·(1/своды - 1/с)
В бассейн с водой погружен опрокинутый вверх дном цилиндрический сосуд высотой h = 1м. Этот цилиндр заполнен маслом с плотностью с = 900 кг/м3. Найти давление в сосуде непосредственно под дном, если известно, что нижний конец находится на глубине H = 3 м от поверхности воды в бассейне. Атмосферное давление P0 = 105 Н/м2.
P1 = Po + g·св·H
P2 = P1 - g·см·h
Ответ: P2 = Po + g·(св·H - см·h)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение 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 09.12.2014Определение абсолютного и избыточного гидростатического давления воды на определенной глубине от поршня, максимальной глубины воды в водонапорном баке, силы избыточного гидростатического давления на заслонку, предельной высоты центробежного насоса.
контрольная работа [195,9 K], добавлен 26.06.2012Проверка эффекта Мпембы. Исследование температуры замерзания воды в зависимости от концентрации соли в ней. Зависимость температуры кипения от ее продолжительности, концентрации соляного раствора, атмосферного давления, высоты столба жидкости в сосуде.
творческая работа [80,5 K], добавлен 24.03.2015- Определение эффективности действия ударника по преграде и его рациональных конструктивных параметров
Определение рациональных конструктивных параметров кумулятивного снаряда. Расчет изменения скорости схлопывания кумулятивной облицовки, изменения угла схлопывания, скорости элементов кумулятивной струи, изменения диаметра и глубины отверстия в преграде.
контрольная работа [538,8 K], добавлен 04.09.2010 Изучение механики материальной точки, твердого тела и сплошных сред. Характеристика плотности, давления, вязкости и скорости движения элементов жидкости. Закон Архимеда. Определение скорости истечения жидкости из отверстия. Деформация твердого тела.
реферат [644,2 K], добавлен 21.03.2014Определение увеличение объема жидкости после ее нагрева при атмосферном давлении. Расчет величины и направления силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора. Определение скорости движения потока, давления при входе в насос.
контрольная работа [474,0 K], добавлен 17.03.2016Измерение изменения объема воды при нагреве её от 0 до 90 градусов. Расчет показателя коэффициента термического расширения воды. Понятие фазового перехода как превращения вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий.
лабораторная работа [227,4 K], добавлен 29.03.2012Определение количества воды, которое необходимо дополнительно подать в трубопровод, чтобы давление в нем поднялось до значения по манометру. Оценка абсолютного и вакуумметрического давления в сосуде. Равнодействующая сила воздействия воды на стенку.
контрольная работа [81,6 K], добавлен 27.12.2010Определение напора и расхода воды для гидроэлектростанции, диаметра рабочего колеса, частоты вращения турбины, высоты всасывания и подбор генератора. Расчет энергетических и конструктивных параметров комбинированной ветроэлектрической энергоустановки.
курсовая работа [166,2 K], добавлен 26.12.2015Виды 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 28.12.2013Определение массы и объёма воды, вытекающей из крана за разные промежутки времени. Расчет количества теплоты, необходимого для нагрева воды с использованием различных энергоресурсов. Оценка материальных потерь частного потребителя воды и электроэнергии.
научная работа [130,8 K], добавлен 01.12.2015Определение скорости сосредоточенной массы. Расчет кинетической и потенциальной энергии механической системы в обобщенных координатах. Составление линейной системы дифференциальных уравнений в приближении малых колебаний двойного нелинейного маятника.
контрольная работа [772,7 K], добавлен 25.10.2012Технические характеристики телескопических гидроцилиндров: номинальное давление, диаметры поршня и штока. Определение диаметра штуцера и расчет расхода жидкости, требуемой для обеспечения скорости движения штока. Вычисление толщины стенки гидроцилиндра.
контрольная работа [121,9 K], добавлен 31.08.2013Поле вектора скорости: определение. Теорема о неразрывности струн. Уравнение Бернулли. Стационарное течение несжимаемой идеальной жидкости. Полная энергия рассматриваемого объема жидкости. Истечение жидкости из отверстия.
реферат [1,8 M], добавлен 18.06.2007Определение средней скорости. Модули линейной скорости. Движение с ускорением. Применение законов Ньютона. Кинематический закон движения. Зависимость скорости от времени. Модуль импульса, закон сохранения энергии. Закон Дальтона и парциальное давление.
задача [340,1 K], добавлен 04.10.2011Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.
курсовая работа [507,5 K], добавлен 28.11.2012Три 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 18.05.2019Физические и химические свойства воды. Распространенность воды на Земле. Вода и живые организмы. Экспериментальное исследование зависимости времени закипания воды от ее качества. Определение наиболее экономически выгодного способа нагревания воды.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.01.2011Определение скорости, нормального, касательного и полного ускорения заданной точки механизма в определенный момент времени. Расчет параметров вращения вертикального вала. Рассмотрение заданной механической системы и расчет скорости ее основных элементов.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 13.03.2014Определение линейного теплового потока методом последовательных приближений. Определение температуры стенки со стороны воды и температуры между слоями. График изменения температуры при теплопередаче. Число Рейнольдса и Нусельта для газов и воды.
контрольная работа [397,9 K], добавлен 18.03.2013
