Các phân tử nước chuyển động thành dòng với khoảng cách là độ cao h, có vận tốc tại 2 vị trí là v và v... chiều cao của bình đủ để cho bình chứa lượng nước sao cho mước chảy với vận tốc
Trang 1Vật lý 11 nâng cao
Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưu
Vật lý 11 nâng cao
5.1) C
5.2)
Sắt có khối lượng riêng 7 , 8 10 3kg/m2
Do đó khối lượng của quả cầu là m V R 3 .0,0015 0,11kg
4 10 8 , 7 3
4
5.3)
3 10 , 48 10 / 05
, 0
31 , 1
m kg V
m
Đối chiếu với bảng khối lượng riêng cảu một số chất (xem phụ lục SGK), ta suy ra khối đó làm bằng bạc
5.4)
Diện tích tiếp xúc của đế giày với sàn là S R2 ( 2 10 2 ) 2 1 , 256 10 3m2
3 0 , 39 10 / 10
256 , 1
8 , 9 50
m N S
mg
5.5)
Áp suất thủy tĩnh pp a gh 1 , 01 10 5 1 , 0 10 3 9 , 8 30 3 , 95 10 5Pa
5.6)
Lực tác dụng lên pittong nhỏ là F1
Lực tác dụng lên pittong lớn là F2
N F
F S
F
S
F
225 10
200
15000 10
.
1 2
2
1
1
5.7)
a)lưu lượng nước qua 2 vị trí là như nhau:
S1v1=S2v2 <=> 10.10-4.5=5.10-4.v2 <=>v2=10 m/s
b)áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 vị trí, ta có:
s m v
v p
p
v p
v
p
/ 10 375 , 2 ) 25 100 (
10 1 2
1 10 2 ) (
2 1 2
1 2
1
5 3
5 2
1 2 2 2
1
2 2 2
2
1
1
c)lưu lượng nước 10 10 4 5 60 0 , 3 3 / min
1
S Sv
5.8)
S
A
05 , 0
10 4 ,
2 4 1
vận tốc dòng tại mặt lỗ là m s
S
A
10 1
10 4 , 1
4 4 2
b)chiều cao của mực nước được đưa vào trong bình là h Các phân tử nước chuyển động thành dòng với khoảng cách là độ cao h, có vận tốc tại 2 vị trí là
v và v Do đó v 2-v 2=2gh1,42-(17,8.10-3)2=2.9,8.hh=0,1 m <0,2 m
Trang 2chiều cao của bình đủ để cho bình chứa lượng nước sao cho mước chảy với vận tốc như vậy
5.9)
Áp suất do rượu vang có độ cao h gây ra cân bằng với áp suất khí quyển
Do đó, ta có p p a vang gh p a 0 , 984 10 3 9 , 8 h 1 , 013 10 5 h 10 , 50m
5.10)
Áp suất khí quyển lúc đó bằng áp suất thủy ngân
Chiều cao cột thủy ngân giảm đi 20mm so với lúc bình thường, nên áp suất thủy ngân lúc đó giảm đi:
2 3
6
3
/ 64 , 2663 )
10 20 (
8 , 9 10
10 59 , 13
m N gh
áp suất lúc đó là p' p a p 1 , 013 10 5 2663 , 64 9 , 86 10 4Pa
5.11)
a)định luâti Béc-nu-li cho một ống dòng không nằm ngang là
const gy
v
2 1
Áp dụng ta có p1 v12 p2 v22 gy
2
1 2
1
(1)
Mà S1v1=S2v2 2 1
2 1 2
1 1
4 , 0
8 , 0
S
S v
Thay (2) vào (1) ta có:
s m v
v
s m v
v
gy p
p v
v
/ 264 , 3 4
/ 816 , 0 10
15
2 ).
10 5 , 0 10
(
5 , 0 10 10 10 ).
5 , 1 5 , 2 ( 15
.
2
1
)
(
2
1
1
2
3
4 4
1
3 4 2
1
2 1
2
1
2
2
b)lưu lượng của dòng nước qua ống là
s m v
S
Sv
2
08 , 0 816 ,
2 1
1
5.12)
Nhận xét:độ chênh lệch áp suất tĩnh của phần không khí dưới và trên cánh
máy bay là nguyên nhân gây ra lực nâng máy bay Xét 2 điểm nằm trên dòng không khí trên và dưới cánh máy bay, theo định luật Béc-nu-li ta có:
) (
2
1 2
1 2
d t t
d d d
t
Máy bay có 2 cánh nên lực nâng 2 cánh của máy bay là F=P=2(p d p t)S
S
F
t
d 1960 1 , 5 10 1960 16960 1960
40 2
8 , 9 16000 2
4
5.13)
Áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 đầu,ta có:
Trang 3h g v
h g v
p v
p
Hg kk
Hg kk
kk
2
1
2 2 2
2
1
1
2
1
2
1 2
1
Vì p1p2 p a,v2 0
s m
gh v
kk
Hg
/ 103 25
, 1
05 , 0 8 , 9 10 6 , 13 2
Vậy vận tốc của dòng không thí là 103 m/s
5.14)
Áp dụng định luật Béc-nu-li cho một điểm nằm trên mặt thoáng và một điểm ở miệng ống xiphong, ta có:
v gh v
h g
v
h g v p
v
p
2 2
1
2
1 2
1
1 2
1
2 2 2
2
1
1
Vậy v 2gh
5.15)
Lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra phải lớn hơn hoặc bằng áp lực tác dụng lên nửa bán cầu:
N p
r p p
r p p
r
F 2 ( a ) 2 ( a 0 , 1 a) 2 0 , 9 a 0 , 3 2 0 , 9 1 , 013 10 5 25765
Vậy lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra là 25765N
5.16)
Áp dụng định luật Béc-nu-li,ta có:
2 2
1 2
2 2 1 1
2
2 2 2
2
1
1
2
1 2
1 ) (
2 1 2
1 2
1
v v
v v gh
p gh p
p
gh v
p
v
p
Vì p1p2 p a,v2 0
h km s
m p
031 , 0
180 2 2
5.17)
2
1 2
1 ,
2
1
2 2
2 2 2
2 1
Mà
1
2 2 1 2 2
1
1
S
v S v v S
v
Do đó:
s m v v
S
S v S
v S v v
v
p
/ 2 1500
) 2 , 0
1 , 0 1
(
.
10
.
2
1
) 1 ( 2
1 ) (
2
1 ) (
2
1
2 2
2 2
2
3
2 1
2 2 2 2 2
1
2 2
2 2 2 2
2 1
2
2
Lưu lượng A Sv S v 0 , 1 2 0 , 2m3 /s
2
5.18)A
Trang 45.20)D