Vloeistofstatika – probleme en oplossings
Vloeistofdruk
1. Wat is die dverskil tussen die hidrostatiese druk van bloed tussenn die brein en die sools of die voete van 'n persoon wie se lengte 165 cm is (veronderstel die digtheid van bloed = 1.0 × 103 kg / m3, versnelling as gevolg van swaartekrag = 10 m / s2)
Bekend:
Hoogte (h) = 165 cm = 165/100 m = 1.65 meter
Digtheid van bloed (ρ) = 1.0 × 103 kg / m3
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s2
Gesoek: vloeistof druk
oplossing:
P = ρ gh
P = (1.0 × 103)(10)(1.65)
P = (1.0 × 104) (1.65)
P = 1.65 x 104 N / m2
U-pyp
2. 'n AU-pyp word aanvanklik met water gevul eerder as een pyp wat met olie gevul is, soos in die figuur hieronder getoon. Die digtheid van water is 1000 kg/m³3As die hoogte van olie 8 cm is en die hoogte van water 5 cm is, wat is die digtheid van olie?
Bekend:
Digtheid van water = 1000 kg.m-3
Die hoogte van die water (h2) = 5cm
Die hoogte van olie (h1) = 8cm
Gesoek: digtheid van olie
oplossing:
ρ1 gh1 =ρ2 gh2
ρ1 h1 =ρ2 h2
(1000)(5) = (ρ2) (8)
5000 = (ρ2) (8)
ρ2 = 625 kg.m-3
3. Die AU-pyp is eers met paraffien gevul en toe water bygevoeg. Indien die massa van keroseen is 0.8 gram/cm3 en die digtheid van water is 1 gram/cm3 en die deursnee-area is 1.25 cm2. Bepaal hoeveel water moet bygevoeg word sodat die hoogteverskil van die keroseen oppervlak is 15 cm
A. 9 ml
B. 12 ml
C. 15 ml
D. 18 ml
Bekend:
Digtheid van keroseen (ρ)1) = 0.8 gram/cm3
Digtheid van water (ρ2) = 1 gram/cm3
Deursnee-area van die pype = 1.25 XNUMX cm2
Die hoogteverskil van die oppervlak van keroseen (h1) = 15cm
Gesoek: Volume water
oplossing:
Die hoogte van die water (h2):
ρ1 gh1 = ρ2 gh2
(0,8)(15)(1)(u)2)
h2 = 12 XNUMX cm
Watervolume:
V = (Deursnee-area van die pype)(hoogte van water)
V = (1.25 cm2)(12 cm)
V = 15 cm3
1 liter = 1 dm3 = 103 cm3
1 milliliter = 10-3 liters = (10-3) (103) cm3 = 1 XNUMX cm3
Die watervolume is 15 cm3 = 15 milliliter
Die korrekte antwoord is C.
4. 'n Pyp U gevul met water met 'n digtheid van 1000 kg/m²3Een kolom pyp U gevul met gliserien met 'n digtheid van 1200 kg/m²3Indien die hoogte van die gliserien 4 cm is, bepaal die hoogteverskil van beide kolomme van die pyp.
A. 0.8 cm
B. 4 cm
C. 8 cm
D. 12 cm
Bekend:
Digtheid van water (ρ1) = 1000 kg/m²3
Digtheid van gliserien (ρ)2) = 1200 kg/m²3
Hoogte van gliserien (h2) = 4cm
Gesoek: Die hoogteverskil van beide kolomme van die pyp.
oplossing:
Die hoogte van die kolom van die pyp (h1):
ρ1 h1 = ρ2 h2
(1000)(u1) = (1200)(4)
(1000)(u1) = 4800
h1 = 4.8 XNUMX cm
Die hoogteverskil van beide kolomme van die pyp U = h1 - h2 = 4.8 cm – 4 cm = 0.8 cm
Die korrekte antwoord is A.
5. 'n Pyp Jy het twee punte is oop, gevul met water met 'n massa of 1 g / cm3Die deursnee-area langs die pyp is dieselfde, dit is 1 cm2Iemand blaas on een punt van die voet van die pyp sodat die oppervlak van die water aan die ander voet styg 10 cm vanaf sy oorspronklike posisie. Indien die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s2 dan bepaal die krag opgetree deur daardie persoon.
A. 20 kilodins
B. 10 kilodins
C. 2 kilodyne
D. 1 kilodyne
Bekend:
Verander alle eenhede na die Internasionale stelsel.
Digtheid van water (ρ1) = 1 gr/cm3 = 10-3 kg / 10-6 m3 = 103 kg / m3
Dwarssnitoppervlakte van pyp (A) = 1 cm2 = 10-4 m2
Die verandering van kolom van pyp (h) = 10 cm = 1 dm = 10-1 m
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 ms-2 = 101 Me-2
Volume van bewegende water (V) = (A)(h) = (1 cm2)(10 cm) = 10 cm3 = (101) (10-6 m3) = 10-5 m3
Gesoek: Krag (F) wat deur die persoon uitgeoefen word.
oplossing:
Die krag wat deur daardie persoon uitgeoefen is = gewig van water met 'n hoogte van 10 cm
F = w
F = mg —–> Vergelyking van digtheid: m = ρV
F = ρ V g
F = (103) (10-5) (101)
F = (104) (10-5)
F = 10-1 Newton —–> 1 Newton = 105 dyn
F = (10-1) (105 dyn)
F = 104 dyn
F = 10 kilodyne
Die korrekte antwoord is B.
6. 'n Y-vormige buis word onderstebo geplaas sodat die linker- en regtervoet in twee soorte vloeistof gedompel word. Nadat beide voete in die vloeistof gedompel is, word die bokant van die Y-pyp met die vinger toegemaak en opwaarts getrek, sodat die twee bene van die Y-pyp gevul word met 'n kolom van verskillende hoëdigtheidvloeistowwe. As die digtheid van die eerste vloeistof 0.80 gram.cm is-3 en die tweede digtheid is 0.75 gram/cm-3, en die onderste vloeistofkolom is 8 cm, dan bepaal die hoogteverskil tussen die twee vloeistofkolomme op U-pype.
A. 1.0666 cm
B. 0.9375 cm
C. 0.3533 cm
D. 0.5333 cm
Bekend:
Digtheid van eerste vloeistof (ρ)1) = 0,80 gram.cm-3
Digtheid van tweede vloeistof (ρ)2) = 0,75 gram.cm-3
Die hoogte van die onderste vloeistof (h1) = 8cm
Gesoek: TDie hoogteverskil tussen die twee vloeistofkolomme op die U-pype
oplossing:
Tdie hoogte van die hoër vloeistowwe (h2):
ρ1 h1 = ρ2 h2
(0.80)(8) = (0.75)(u)2)
6.4 = 0.75 (u2)
h2 = 6.4/0.75
h2 = 8.5 XNUMX cm
Die hoogteverskil van vloeistowwe = h2 - h1 = 8.5333 cm – 8 cm = 0.5333 cm
Die korrekte antwoord is D.
7. 'n Klip met 'n volume van 0.5 m3 geplaas in 'n vloeistof met 'n digtheid van 1.5 gr cm-3Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms-2Wat is die dryfkrag?
Bekend:
Volume van klip (V) = 0.5 m3
Digtheid van water (ρ) = 1.5 gr cm-3 = 1500 kgm-3
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 ms-2
Gesoek: dryfkrag (FA)
oplossing:
Die vergelyking van die dryfkrag:
FA = ρ g V = (1500 kg m-3)(10 ms-2)(0.5 m3) = 7500 kg m/s2 = 7500 Newton
float
8. 'n Blok ys dryf in die see soos in die figuur hieronder getoon. Die digtheid van die see is 1.2 gr cm-3 en die digtheid van ys is 0.9 gr c-3Die volume ys in seewater = ……. x die volume ys in die lug.
Bekend:
Digtheid van see (ρsee) = 1.2 gr cm-3
Digtheid van ys (ρys) = 0.9 gr c-3
Gesoek: Die volume ys in seewater = ……. x die volume ys in die lug.
oplossing:
Die volume ys in die see = 0.75
Die volume ys in lug = 0.25
Die volume ys in seewater = 3 x die volume ys in lug (3 x 0.25 = 0.75).
9. 'n Voorwerp dryf in 'n vloeistof waar 2/3 van die voorwerp in die vloeistof is. As die digtheid van die voorwerp 0.6 gr cm is3, wat is dan die digtheid van water.
Bekend:
Die deel van die voorwerp in vloeistof = 2/3
Digtheid van voorwerp = 0.6 g cm3 = 600 kgm3
Gesoek: die digtheid van die vloeistof (x)
oplossing:
Die digtheid van die vloeistof is 900 kg/m3
10. Hout dryf in water, waar 3/5 van die hout in die water is. As die digtheid van water 1 × 10 is3 kg / m3, wat is die digtheid van hout?
Bekend:
Deel van voorwerp in water = 3/5
Digtheid van water = 1×103 kg / m3 = 1000 kg / m3
Gesoek: Die digtheid van hout (x)
oplossing:
Die digtheid van hout is 600 kg/m²3 = 6 x 102 kg / m3
- Wat is vloeistofstatika?
- Antwoord: Vloeistatika, ook bekend as hidrostatika, is die tak van vloeistofmeganika wat vloeistowwe in rus bestudeer en die kragte wat deur statiese vloeistowwe op ondergedompelde voorwerpe en houerwande uitgeoefen word.
- Hoe wissel druk in 'n vloeistof met diepte?
- Antwoord: In 'n statiese vloeistof neem druk lineêr toe met diepte as gevolg van die gewig van die vloeistofkolom bo enige gegewe diepte. Die verandering in druk met diepte word gegee deur , Waar is die vloeistofdigtheid, is die gravitasieversnelling, en ℎ is die diepte.
- Wat is Pascal se beginsel?
- Antwoord: Pascal se beginsel bepaal dat 'n verandering in druk wat op 'n ingeslote vloeistof toegepas word, onverminderd na alle dele van die vloeistof en na die wande van sy houer oorgedra word.
- Hoe werk 'n hidrouliese hysbak gebaseer op vloeistofstatika-beginsels?
- Antwoord: 'n Hidrouliese hysbak gebruik Pascal se beginsel. Wanneer 'n klein krag op 'n klein suier toegepas word, skep dit druk in die vloeistof. Hierdie druk word onverminderd deur die vloeistof oorgedra en oefen 'n baie groter krag op 'n groter suier uit, wat die hysbak in staat stel om swaar voorwerpe met relatief min moeite op te lig.
- Wat is dryfkrag en hoe hou dit verband met vloeistofstatika?
- Antwoord: Die dryfkrag is die opwaartse krag wat deur 'n vloeistof op enige ondergedompelde voorwerp uitgeoefen word. Volgens Archimedes se beginsel is die dryfkrag op 'n voorwerp gelyk aan die gewig van die vloeistof wat deur die voorwerp verplaas word.
- Waarom dryf of sink voorwerpe in vloeistowwe?
- Antwoord: Of 'n voorwerp dryf of sink, hang af van die verhouding tussen die dryfkrag en die voorwerp se gewig. As die dryfkrag (as gevolg van die verplaasde vloeistof) groter is as die voorwerp se gewig, sal dit dryf. As die voorwerp se gewig groter is, sal dit sink.
- Wat is die konsep van hidrostatiese druk?
- Antwoord: Hidrostatiese druk is die druk wat deur 'n vloeistof in rus uitgeoefen word as gevolg van die swaartekrag. Dit neem lineêr toe met diepte in die vloeistof en word bereken as , Waar is die druk op die oppervlak, is die vloeistofdigtheid, is die gravitasieversnelling, en ℎ is die diepte.
- Hoe hou atmosferiese druk verband met vloeistofstatika?
- Antwoord: Die atmosfeer kan as 'n vloeistof beskou word. Atmosferiese druk is die druk wat uitgeoefen word deur die gewig van die lug bo 'n gegewe punt. Dit neem af met hoogte, soortgelyk aan hoe die druk in 'n vloeistof afneem soos 'n mens opwaarts in die vloeistofkolom beweeg.
- Watter rol speel die vorm van 'n houer in die drukverspreiding van 'n statiese vloeistof daarin?
- Antwoord: In vloeistofstatika hang die druk op 'n gegewe diepte slegs af van die hoogte van die vloeistofkolom bo daardie diepte, nie van die vorm van die houer nie. Dus is druk op 'n spesifieke diepte dieselfde ongeag die houer se vorm.
- Wat is die betekenis van die hidrostatiese paradoks?
- Antwoord: Die hidrostatiese paradoks beklemtoon dat in vloeistofstatika, die krag wat deur 'n statiese vloeistof op die bodem van 'n houer uitgeoefen word, slegs afhang van die hoogte van die vloeistofkolom, nie die volume of die vorm van die houer nie. Dus oefen baie verskillende houers met dieselfde vloeistofhoogte dieselfde druk by hul basis uit, selfs al hou hulle verskillende hoeveelhede vloeistof.
