Cơ học chất lỏng

CƠ HỌC Nghiên cứu CHUYỂN ĐỘNG vật THỦY TĨNH HỌC THỦY ĐỘNG HỌC THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL Áp suất Áp suất là đại lượng vật lí đặc trưng  cho tác dụng áp lực nén vng góc  lên một bề mặt có diện tích xác định F p S • • • • Chất lỏng tác dụng lực nén vng góc lên điểm vật đặt p: áp suất (Pa) F: áp lực (lực nén, lực ép …) (N) S: diện tích bề mặt chịu áp lực (m2) Đơn vị áp suất 1Pa=1N/1m2=760mmHg Áp suất khí quyển (áp suất của khơng khí)= 1atm = 1,013.105 Pa = 1,013.105 (N/m2) tương đương  với áp lực của một vật có khối lượng hơn 10 tấn nén lên bề mặt của một vật có diện tích 1m2  Tại người chịu áp suất lớn vậy? THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL • Áp suất theo mọi phương là như nhau; • Áp suất của chất lỏng thay đổi theo độ sâu; • Áp suất trong lịng chất lỏng được gọi là áp suất thủy tĩnh hay áp suất tĩnh  (Đối với chất lỏng khơng chảy thành dịng) THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL S S V= h.S = volume S THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL THỦY TĨNH HỌC _ PASCAL v Biểu thức áp suất tĩnh lòng chất lỏng: p  p A   gh pA: áp suất tại mặt thoáng của  chất lỏng (Pa) ρ : khối lượng riêng của chất  lỏng (kg/m3) g: gia tốc rơi tự do (m/s2) h: độ sâu trong lịng chất lỏng  tính từ mặt thống h1 h2 h3 THỦY TĨNH HỌC _ ARCHIMEDES v Lực đẩy Archimedes là lực tác động bởi một chất lưu (chất lỏng và chất  khí) lên vật đặt trong chất lưu đó.  v Lực đẩy Archimedes cùng phương, ngược hướng với trọng lực và quyết  định đến sự nổi của một vật F = �.g.V Thuyền to thuyền nặng kim mà thuyền kim chìm sao? o Vật chuyển động xuống  dưới (chìm):  P > F o Vật đứng cân bằng trong  chất lưu (lơ lửng):  P = F o Vật chuyển động lên trên:  P  Ptàu    => tàu sẽ nổi => khối lượng riêng của chất lưu và thể tích vật chiếm chỗ trong chất lưu sẽ quyết định đến sự nổi  của một vật trong chất lưu Tàu có trọng tải lớn hơn kim tuy nhiên tàu có các khoang trống lớn giúp tăng thể tích của  tàu từ đó tăng độ lớn của lực đẩy Archimede đây là ngun nhân chính dẫn đến sự nổi của  tàu trên mặt nước THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Chuyển chất lỏng ng dòng Chuyển động của1/chất lỏng động lí tưởng vChất lỏng lí tưởng: chất lỏng khơng nén được và chảy ổn định thành dịng THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Đường dòng, ống dòng v Đường dịng: (trong một dịng ổn định) của chất lỏng chuyển động là những đường cong mà  tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó có phương trùng với vectơ vận tốc tại điểm đó và có chiều là  chiều chuyển động của chất lỏng, các đường dịng khơng cắt nhau v Ống dịng là một phần của chất lỏng chuyển động có mặt biên tạo bởi các đường dịng THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Lưu lượng chất lỏng Lưu lượng chất lỏng qua một tiết diện  là thể tích chất lỏng chảy qua tiết diện  đó trong một đơn vị thời gian Q = S​.v Trong đó Q: lưu lượng của chất lỏng (m3/s) v: tốc độ dịng chảy của chất lỏng (m/s) S: diện tích của ống dịng (m2) THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Phương trình liên tục ( mối liên hệ tốc độ chất lỏng diện tích ống dịng) S1v1 = S2v2 = Q v2 S1  v1 S2 THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Phương trình Bernoulli: ĐLBT (1) A1  F1 v1 t  p1 S1 v1 t  p1 V1  V  S v  t ;  V  S v  t mv   V v W d1   2 W t  m g h1    V h1  V1   V   V A2  p2 V2 A  A1  A2  ( p1  p2 ).V (2) ĐLBT lượng  W  A v12 v22    gh1  p1     gh2  p2 2 THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Định luật Bernoulli tổng qt  Trong một dịng chảy ổn định tổng mọi dạng năng lượng trong chất lưu dọc  theo đường dịng là như nhau tại mọi điểm trên đường dịng đó v    gh  p  const p : áp suất tĩnh, ngoại lực gây nên nguyên nhân gây chuyển động, không phụ thuộc vào chuyển động chất lỏng v2  : áp suất động, chuyển động chất lỏng gây bị chặn  gh : áp suất thủy lực, chiều cao cột chất lỏng gây S2 v1S1=v2S2 S1 THỦY ĐỘNG HỌC _ BERNOULLI Định luật Bernoulli cho ống dòng nằm ngang