የቶሪሴሊ ቲዎሪ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

የቶሪሴሊ ቲዎሪ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. 100 ሴ.ሜ ከፍታ ያለው በውሃ የተሞላ ቱቦ። አንድ ቀዳዳ Q ከመሬት በላይ በ10 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ይገኛል። አግድም ርቀቱ (x) ስንት ነው?

የሚታወቅ፦

በጉድጓዱ እና በውሃው ወለል መካከል ያለው ርቀት (ሰ) = 100 ሴ.ሜ – 10 ሴ.ሜ = 90 ሴ.ሜ = 0.9 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግበት ፡ የ x ርቀት

መፍትሔው

በጉድጓዱ ውስጥ የውሃ ፍሰት ፍጥነት

v = ፍጥነት ፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት ፣ h = በጉድጓዱ እና በውሃው ወለል መካከል ያለው ርቀት

በጉድጓዱ ውስጥ የውሃ ፍሰት ፍጥነት;

በአየር ላይ ያለው ጊዜ

ከጉድጓዱ ወደ መሬት የሚሄደው የውሃ እንቅስቃሴ ነው projectile እንቅስቃሴየፕሮጀክቱ እንቅስቃሴ የእንቅስቃሴውን አግድም እና ቀጥ ያሉ ክፍሎች ለየብቻ በመተንተን መረዳት ይቻላል። የ x እንቅስቃሴው በቋሚ ፍጥነት ሲሆን የy እንቅስቃሴ ደግሞ በቋሚ የስበት ፍጥነት ይከሰታል።

በዚህ ችግር ውስጥ፣ ቀጥ ያለ እንቅስቃሴ እንደ ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴ ይተነትናል።

በአየር ውስጥ ያለውን ጊዜ በነፃ የመውረድ እንቅስቃሴ እኩልታ በመጠቀም ያሰሉ ።

የሚታወቅ፦

የጉድጓዱ ቁመት (y) = 10 ሴ.ሜ = 0.1 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግ ፡ የጊዜ ክፍተት (t)

መፍትሔው

y = 1/2 ግ / ²

0.1 = 1/2 (10) t ²

0.1 = 5 ቲ ²

ቲ ² = 0.1 / 5

ቲ ² = 0.02

t = √0.02 ሰከንዶች

የአግድም ርቀት (x):

የሚታወቅ፦

የመጀመሪያው ፍጥነት (v _o = v _ox ) = 3√2 ሜ/ሰ

በአየር ላይ ያለው ጊዜ (t)= √0.02 ሰከንዶች

የሚፈለግ ፡ የአግድም ርቀት (x)

መፍትሔው

v = x / t

x = vt = (3√2)(√0.02) = (3)(1.41)(0.14) = 0.59 = 0.6 ሜትር

2. 1 ሜትር ቁመት ያለው ውሃ የያዘ ታንክ። ነጥብ P ላይ ጉድጓድ አለ። በጉድጓዱ ላይ የውሃ ፍሰት ፍጥነት ስንት ነው። በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜ/ሰ ² ነው ።

የሚታወቅ፦

በጉድጓዱ እና በውሃው ወለል መካከል ያለው ርቀት (ሰ) = 100 ሴ.ሜ – 80 ሴ.ሜ = 20 ሴ.ሜ = 0.2 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግበት ፡ በጉድጓዱ ውስጥ የውሃ ፍሰት ፍጥነት (v)

መፍትሔው

በጉድጓዱ ውስጥ የውሃ ፍሰት ፍጥነት;

3. ትልቅኢ ገንዳ ውሃ ይዟል እና ከታች ባለው ሥዕል ላይ እንደሚታየው የቧንቧ መስመር አለ። g = 10 ms ከሆነ^-2ከዚያ ከቧንቧው የሚወጣው የውሃ ፍጥነት…

የሚታወቅ፦

ቁመት (ሰ) = 85 ሴ.ሜ – 40 ሴ.ሜ = 45 ሴ.ሜ = 0.45 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግበት ፡ የውሃ ፍጥነት (v)

መፍትሔው

የቲ ኦርሴሊ ቲዎሪ እንደሚገልጸው ከውሃ ወለል ርቆ በሚገኝ ጉድጓድ ውስጥ የሚፈሰው የውሃ ፍጥነት ከ h ከፍታ የሚወርደውን ነፃ ውሃ ፍጥነት እኩል ነው።

የውሃ ፍጥነት የሚሰላው በነፃ የመውደቂያ እንቅስቃሴ ቀመር a v _t ² = 2 gh በመጠቀም ነው።

v _t ² = 2 ግ = 2(10)(0.45) = 9

v _t = √9 = 3 ሜ/ሰ

4. በውሃ የተሞላ ገንዳ እና ግድግዳ ላይ ጉድጓድ አለ (ከታች ያለውን ምስል ይመልከቱ ) ። ከጉድጓዱ የሚወጣው የውሃ ፍጥነት… (g = 10 ms ^-2 )

የሚታወቅ፦

ቁመት (ሰ) = 1.5 ሜትር – 0.25 ሜትር = 1.25 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግ ፡ የውሃ ፍጥነት (v)

መፍትሔው

v _t ² = 2 ግ = 2(10)(1.25) = 25

v _t = √25 = 5 ሜ/ሰ

5. እስከ 1 ሜትር (ግ = 10 ms ^-2 ) የሚደርስ ውሃ የያዘ ታንክ እና ግድግዳው ላይ የፍሳሽ ጉድጓድ አለ ( ከታች ያለውን ምስል ይመልከቱ )። ከጉድጓዱ የሚወጣው የውሃ ፍጥነት...

የሚታወቅ፦

ቁመት (ሰ) = 1 ሜትር – 0.20 ሜትር = 0.8 ሜትር

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግ ፡ የውሃ ፍጥነት (v)

መፍትሔው

v _t ² = 2 ግ = 2(10)(0.8) = 16

v _t = √16 = 4 ሜ/ሰ

1. የቶሪሴሊ ቲዎሪ ምን ይገልፃል?
   • መልስ: የቶሪሴሊ ቲዎሪም ከጉድጓዱ የሚወጣውን ፈሳሽ ፍጥነት ከመክፈቻው በላይ ካለው የፈሳሽ አምድ ቁመት ጋር ያዛምዳል፣ ይህም የተረጋጋ፣ የማይታይ (ምንም viscosity የለም) እና የማይጨመቅ ፍሰትን ከግምት ውስጥ በማስገባት ነው።
2. የቶሪሴሊ ቲዎሪ በሂሳብ እንዴት ይገለጻል?
   • መልስ: ቲዎሪም እንደሚከተለው ይገለጻል v=√2gh​የት $v$ የፍሰት ፍጥነት ነው፣ $g$ በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት መጨመር ነው፣ እና $h$ ከጉድጓዱ በላይ ያለው የፈሳሽ አምድ ቁመት ነው።
3. የቶሪሴሊ ቲዎሪም የተገኘው በምን ግምቶች ነው?
   • መልስ: ቲዎሪሙ ፈሳሹ የማይታመም እና የማይወዛወዝ፣ ፍሰቱ የተረጋጋ ነው፣ እና በፈሳሹ ላይ ምንም ተጨማሪ ኃይል አይጨመርም ወይም አይወሰድም ብሎ ያስባል።
4. አንድ ኮንቴይነር በተለያዩ ጥልቀት ሁለት ቀዳዳዎች ካሉት፣ ከጉድጓዶቹ የሚወጡት ፈሳሾች ፍጥነት እንዴት ይወዳደራል?
   • መልስ: ከጉድጓዱ የሚወጣው ፈሳሽ ከመሠረቱ አጠገብ ካለው ፈሳሽ ከፍ ካለው ጉድጓድ ከሚወጣው ፈሳሽ የበለጠ ፍጥነት ይኖረዋል። ይህ የሆነበት ምክንያት ግፊቱ (እና በዚህም ምክንያት እምቅ ኃይል) በጥልቅ ጥልቀት ስለሚበልጥ ነው።
5. የፍሰት ፍጥነት በእቃው ቅርፅ ወይም በመስቀለኛ ክፍል ስፋት ላይ የማይመካው ለምንድነው?
   • መልስ: የቶሪሴሊ ቲዎሪም የሚያተኩረው ከጉድጓዱ በላይ ባለው የፈሳሽ አምድ ቁመት ምክንያት የሚመጣውን እምቅ ኃይል ብቻ ነው። የእቃው ቅርፅ ይህንን ቁመት አይለውጠውም፣ ስለዚህ የፍሰት ፍጥነት ተመሳሳይ ሆኖ ይቆያል።
6. ከጉድጓድ የሚወጣው ፈሳሽ ትክክለኛ ፍጥነት በቶሪሴሊ ቲዎሪ በእውነተኛ ዓለም ሁኔታዎች ከተነገረው ትንበያ እንዴት ይለያል?
   • መልስ: በእውነተኛው ዓለም ሁኔታዎች፣ እንደ ፈሳሽ viscosity፣ ብጥብጥ እና የጉድጓዱ ቅርፅ ያሉ ነገሮች ትክክለኛውን ፍጥነት ሊነኩ ይችላሉ፣ ይህም ብዙውን ጊዜ የቶሪሴሊ ቲዎሪ ከሚተነብየው ያነሰ ያደርገዋል።
7. የቶሪሴሊ ቲዎሪ እና የኢነርጂ ጥበቃ መካከል ያለው ግንኙነት ምንድን ነው?
   • መልስ: የቶሪሴሊ ቲዎሪም የተገኘው ከሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ነው። በፈሳሽ ወለል ላይ ያለውን እምቅ ኃይል ከጉድጓዱ ውስጥ ካለው የኪነቲክ ኢነርጂ ጋር ያመሳስለዋል።
8. በፈሳሽ የተሞላ ኮንቴይነር አናት ላይ ቀዳዳ ካለ፣ የቶሪሴሊ ቲዎሪ የፍሰት ፍጥነትን እንዴት ይገልጸዋል?
   • መልስ: ቁመቱ $h$ ከጉድጓዱ በላይ ዜሮ ይሆናል፣ ስለዚህ በቶሪሴሊ ቲዎሪ መሠረት፣ የፍሰት ፍጥነት ዜሮ ይሆናል።
9. የከባቢ አየር ግፊት መኖር የቶሪሴሊ ቲዎሪ ትንበያዎችን እንዴት ይነካዋል?
   • መልስ: የቶሪሴሊ ቲዎሪም ኮንቴይነሩ ለከባቢ አየር ክፍት እንደሆነ ያስባል፣ ስለዚህ የከባቢ አየር ግፊት በፈሳሹ ወለል ላይ በእኩል መጠን ይሠራል። ይህ ግፊት በፈሳሹ ቁመት ላይ ያለውን የግፊት ልዩነት ሲያጤን ይሰረዛል፣ ስለዚህ ቲዎሪሙ ትክክለኛ ሆኖ ይቆያል።
10. በመያዣው ውስጥ ያለው ፈሳሽ ሲቀንስ የፍሰት ፍጥነት ምን ይሆናል?

• መልስ: የፈሳሽ መጠን እየቀነሰ ሲሄድ ቁመቱም ይቀንሳል $h$ ከጉድጓዱ በላይ ይቀንሳል። በቶሪሴሊ ቲዎሪ መሠረት፣ የፍሰት ፍጥነት እንደሚከተለው ይቀንሳል v=√2gh​.

እነዚህ ጥያቄዎችና መልሶች የቶሪሴሊ ቲዎሪም በፈሳሽ ተለዋዋጭነት ውስጥ የመሠረቱን፣ አንድምታዎችን እና አተገባበሮችን ይዳስሳሉ።