Statig hylifau – problemau ac atebion

Statig hylifau – problemau ac atebion

Pwysedd hylif

1. Beth yw'r gwahaniaeth rhwng pwysedd hydrostatig gwaed rhwng yr ymennydd a gwadnau traed person sydd â thaldra o 165 cm (tybiwch fod dwysedd gwaed = 1.0 × 10³ ^kg /m³ ^, cyflymiad oherwydd disgyrchiant = 10 m/ ^s² )

Adnabyddus:

Uchder (u) = 165 cm = 165/100 m = 1.65 metr

Dwysedd gwaed (ρ) = 1.0 × 10³ ^kg / ^m³

Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 m/ ^s²

SE busca: pwysedd hylif

Datrysiad:

P = ρ gh

P = (1.0 × 10³ ⁾ (10)(1.65)

P = (1.0 × 10⁻⁴ ⁾ (1.65)

P = 1.65 x 10⁴ ^N / ^m²

Pibell U

2. Mae pibell AU wedi'i llenwi â dŵr i ddechrau yn hytrach nag un bibell wedi'i llenwi ag olew, fel y dangosir yn y ffigur isod. Dwysedd dŵr yw 1000 kg/m3 ^. Os yw uchder yr olew yn 8 cm ac uchder y dŵr yn 5 cm, beth yw dwysedd yr olew?

Adnabyddus:

Dwysedd dŵr = 1000 kg.m ^-3

Uchder y dŵr (u² ₎ = 5 cm

Uchder yr olew (h1 ₎ = 8 cm

Eisiau: dwysedd olew

Datrysiad:

ρ ₁ gh ₁ =ρ ₂ gh ₂

ρ ₁ awr ₁ =ρ ₂ awr ₂

(1000)(5) = (ρ² ₎ (8)

5000 = (ρ² ₎ (8)

ρ² = ₆₂₅ ^kg.m⁻³

3. Llenwyd pibell AU â cherosin yn gyntaf ac yna ychwanegwyd dŵr. Os yw màs y cerosin yn 0.8 gram/cm ³ a dwysedd y dŵr yn 1 gram/cm ³ a'r arwynebedd trawsdoriadol yn 1.25 cm ² . Penderfynwch faint o ddŵr y dylid ei ychwanegu fel bod y gwahaniaeth uchder arwyneb y cerosin yn 15 cm.

A. 9 ml

B. 12 ml

Tua 15 ml

D. 18 ml

Adnabyddus:

Dwysedd cerosin (ρ1 ₎ = 0.8 gram/ ^cm3

Dwysedd dŵr (ρ² ₎ = 1 gram/ ^cm³

Arwynebedd adrannol y bibell e = 1.25 ^cm²

Y gwahaniaeth uchder arwyneb y cerosin (h1 ₎ = 15 cm

Eisiau: Cyfaint o ddŵr

Datrysiad:

Uchder y dŵr (h² ₎ :

ρ ₁ gh ₁ = ρ ₂ gh ₂

(0,8)(15)(1)(awr ₂ )

h² = ₁₂ cm

Cyfaint y dŵr:

V = ( Arwynebedd adrannol y bibell e ) (uchder y dŵr)

V = (1.25 cm² ⁾ (12 cm)

V = 15 ^cm³

1 litr = ^{1 dm³} = ^10³ cm³

1 mililitr = 10⁻³ ^litr s = (10⁻³ ⁾ (10⁻³ ⁾ cm⁻³ ⁼ 1 ^cm⁻³

Cyfaint y dŵr yw 15 cm3 ⁼ 15 mililitr

Yr ateb cywir yw C.

4. Pibell U wedi'i llenwi â dŵr â dwysedd o 1000 kg/m³ ^. Un golofn o bibell U wedi'i llenwi â glyserin â dwysedd o 1200 kg/m³ ^. Os yw uchder y glyserin yn 4 cm, pennwch y gwahaniaeth uchder rhwng y ddwy golofn o'r bibell.

A. 0.8 cm

B. 4 cm

Tua 8 cm

D. 12 cm

Adnabyddus:

Dwysedd dŵr (ρ1 ₎ = 1000 kg/ ^m3

Dwysedd glyserin (ρ² ₎ = 1200 kg/ ^m³

Uchder y glyserin (u² ₎ = 4 cm

Eisiau: Y gwahaniaeth uchder rhwng y ddwy golofn o'r bibell.

Datrysiad:

Uchder colofn y bibell (h1 ₎ :

ρ ₁ awr ₁ = ρ ₂ awr ₂

(1000)(awr ₁ ) = (1200)(4)

(1000)(awr ₁ ) = 4800

h ₁ = 4.8 cm

Y gwahaniaeth uchder rhwng y ddwy golofn o'r bibell U = h ₁ – h ₂ = 4.8 cm – 4 cm = 0.8 cm

Yr ateb cywir yw A.

5. Mae gan bibell U ddau ben agored wedi'u llenwi â dŵr â màs o 1 g/cm ³ . Mae'r arwynebedd adrannol ar hyd y bibell yr un fath, hynny yw 1 cm ² . Mae rhywun yn chwythu ar un pen i droed y bibell fel bod wyneb y dŵr ar y droed arall yn codi 10 cm o'i safle gwreiddiol. Os yw'r cyflymiad oherwydd disgyrchiant yn s 10 m/s2 yna pennwch y grym a weithredir gan y person hwnnw.

A. 20 cilodyn

B. 10 cilodyn

C. 2 cilodyn

D. 1 cilodyn

Adnabyddus:

Newidiwch bob uned i'r system Ryngwladol.

Dwysedd dŵr (ρ1 _{) = 1} ^gr /cm3 ⁼ 10-3 ^kg / ^10-6 m3 = 10-3 ^kg / ^m3

Arwynebedd trawsdoriadol y bibell (A) = 1 cm ² = ^10-4 m ²

Newid colofn y bibell (a) = 10 cm = 1 dm = 10 ^-1 m

Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 ms ^-2 = 10 ¹ ms ^-2

^{Cyfaint y dŵr sy'n symud (V) = ( A} )(a) = (1 cm² ⁾ (10 cm) = 10 cm³ ⁼ ( ^{10¹ )} ( ^10⁻⁶ m³ ) = ^10⁻⁶ m³

Eisiau : Grym (F) a weithredwyd gan y person.

Datrysiad:

Y grym a weithredodd y person hwnnw = pwysau dŵr gydag uchder o 10 cm

F = w

F = mg —–> Hafaliad dwysedd: m = ρ V

F = ρ V g

F = (10 ³ )(10 ^-5 )(10 ¹ )

F = (10 ⁴ )(10 ^-5 )

F = 10 ^-1 Newton —–> 1 Newton = 10 ⁵ dyn

F = (10 ^-1 )(10 ⁵ dyn)

F = 10 ⁴ dyne

F = 10 cilodyn

Yr ateb cywir yw B.

6. Mewnosodir tiwb siâp Y wyneb i waered fel bod y droed chwith a'r droed dde wedi'u trochi mewn dau fath o hylif. Ar ôl i'r ddwy droed gael eu trochi yn yr hylif, yna caiff top y bibell Y ei gau gyda'r bys a'i thynnu i fyny, fel bod dwy goes y bibell Y wedi'u llenwi â cholofn o hylifau dwysedd uchel gwahanol. Os yw dwysedd yr hylif cyntaf yn 0.80 gram.cm ^-3 a'r ail ddwysedd yn 0.75 gram.cm ^-3 , a'r golofn hylif isaf yn 8 cm, yna pennwch y gwahaniaeth uchder rhwng y ddwy golofn hylif ar bibell U e.

A. 1.0666 cm

B. 0.9375 cm

Tua 0.3533 cm

D. 0.5333 cm

Adnabyddus:

Dwysedd yr hylif cyntaf (ρ1 ₎ = 0,80 gram.cm ^-3

Dwysedd yr ail hylif (ρ² ₎ = 0,75 ^gram.cm⁻³

Uchder yr hylif isaf (h1 ₎ = 8 cm

Eisiau: Y gwahaniaeth uchder rhwng y ddwy golofn hylif ar bibell U

Datrysiad:

Uchder yr hylifau uwch (h2 ₎ :

ρ ₁ awr ₁ = ρ ₂ awr ₂

(0.80)(8) = (0.75)(awr ₂ )

6.4 = 0.75 (awr ₂ )

h2 = 6.4 / _0.75

h² = _8.5 cm

Y gwahaniaeth uchder rhwng hylifau = h ₂ – h ₁ = 8.5333 cm – 8 cm = 0.5333 cm

Yr ateb cywir yw D.

Grym arnofiol

7. Carreg gyda chyfaint o 0.5 m3 ^wedi'i gosod mewn hylif gyda dwysedd o 1.5 gr cm ^–3 . Y cyflymiad oherwydd disgyrchiant yw 10 ms ^–2 . Beth yw'r grym arnofiol?

Adnabyddus:

Cyfaint y garreg (V) = 0.5 ^m3

Dwysedd dŵr (ρ) = 1.5 gr cm ^–3 = 1500 kg m ^-3

Cyflymiad oherwydd disgyrchiant (g) = 10 ms ^-2

Eisiau: grym bywiog ( _FA )

Datrysiad:

Hafaliad y grym arnofiol:

F _A = ​​​​ρ g V = (1500 kg m ^-3 )(10 ms ^-2 )(0.5 m ³ ) = 7500 kg m/s ² = 7500 Newton

arnawf

8. Mae bloc o rew yn arnofio yn y môr fel y dangosir yn y ffigur isod. Dwysedd y môr yw 1.2 gr cm ^–3 a dwysedd y rhew yw 0.9 gr c ^–3 . Cyfaint y rhew mewn dŵr y môr = ……. x cyfaint y rhew yn yr awyr.

Adnabyddus:

Dwysedd y môr (ρ _môr ) = 1.2 gr cm ^–3

Dwysedd iâ (ρ _iâ ) = 0.9 gr c ^–3

Eisiau: Cyfaint yr iâ mewn dŵr y môr = ……. x cyfaint yr iâ yn yr awyr.

Datrysiad:

Cyfaint yr iâ yn y môr = 0.75

Cyfaint yr iâ yn yr awyr = 0.25

Cyfaint yr iâ mewn dŵr y môr = 3 x cyfaint yr iâ yn yr awyr (3 x 0.25 = 0.75).

9. Mae gwrthrych yn arnofio mewn hylif lle mae 2/3 o'r gwrthrych yn yr hylif. Os yw dwysedd y gwrthrych yn 0.6 gr cm ³ , yna beth yw dwysedd dŵr?

Adnabyddus:

Y rhan o'r gwrthrych mewn hylif = 2/3

Dwysedd gwrthrych = 0.6 gr cm ³ = 600 kg m ³

Eisiau: dwysedd yr hylif (x)

Datrysiad:

Dwysedd yr hylif yw 900 kg ^m3

10. Mae pren yn arnofio mewn dŵr, lle mae 3/5 rhan o'r pren yn y dŵr. Os yw dwysedd dŵr yn 1 × 10³ ^kg /m³ ^, beth yw dwysedd pren?

Adnabyddus:

Rhan o wrthrych mewn dŵr = 3/5

Dwysedd dŵr = 1×10³ ^kg /m³ ⁼ 1000 kg/ ^m³

Eisiau: Dwysedd y pren (x)

Datrysiad:

Dwysedd pren yw 600 kg/m³ ⁼ 6 x 10² ^kg / ^m³

1. Beth yw statig hylif?
   • Ateb: Statig hylif, a elwir hefyd yn hydrostatig, yw'r gangen o fecaneg hylifau sy'n astudio hylifau mewn gorffwys a'r grymoedd a roddir gan hylifau statig ar wrthrychau wedi'u trochi a waliau cynwysyddion.
2. Sut mae pwysau mewn hylif yn amrywio gyda dyfnder?
   • Ateb: Mewn hylif statig, mae pwysau'n cynyddu'n llinol gyda dyfnder oherwydd pwysau colofn yr hylif uwchben unrhyw ddyfnder penodol. Rhoddir y newid mewn pwysau gyda dyfnder gan $\Delta P=\rho gh$, Lle $\rho$ yw dwysedd yr hylif, $g$ yw'r cyflymiad disgyrchiant, a $h$ yw'r dyfnder.
3. Beth yw egwyddor Pascal?
   • Ateb: Mae egwyddor Pascal yn nodi bod newid mewn pwysau a roddir ar hylif caeedig yn cael ei drosglwyddo heb ei leihau i bob rhan o'r hylif ac i waliau ei gynhwysydd.
4. Sut mae lifft hydrolig yn gweithio yn seiliedig ar egwyddorion statig hylif?
   • Ateb: Mae lifft hydrolig yn defnyddio egwyddor Pascal. Pan roddir grym bach ar piston bach, mae'n creu pwysau yn yr hylif. Mae'r pwysau hwn yn cael ei drosglwyddo heb ei leihau drwy'r hylif, gan roi grym llawer mwy ar piston mwy, gan alluogi'r lifft i godi gwrthrychau trwm gyda chymharol ychydig o ymdrech.
5. Beth yw grym arnofiol a sut mae'n gysylltiedig â statig hylif?
   • Ateb: Y grym arnofiol yw'r grym tuag i fyny a roddir gan hylif ar unrhyw wrthrych sydd wedi'i drochi. Yn ôl egwyddor Archimedes, mae'r grym arnofiol ar wrthrych yn hafal i bwysau'r hylif sy'n cael ei ddadleoli gan y gwrthrych.
6. Pam mae gwrthrychau'n arnofio neu'n suddo mewn hylifau?
   • Ateb: Mae p'un a yw gwrthrych yn arnofio neu'n suddo yn dibynnu ar y berthynas rhwng y grym arnofiol a phwysau'r gwrthrych. Os yw'r grym arnofiol (oherwydd yr hylif sydd wedi'i ddadleoli) yn fwy na phwysau'r gwrthrych, bydd yn arnofio. Os yw pwysau'r gwrthrych yn fwy, bydd yn suddo.
7. Beth yw'r cysyniad o bwysau hydrostatig?
   • Ateb: Pwysedd hydrostatig yw'r pwysau a roddir gan hylif mewn llonydd oherwydd grym disgyrchiant. Mae'n cynyddu'n llinol gyda dyfnder yn yr hylif, ac fe'i cyfrifir fel P=P₀​+ρgh, Lle P₀​ yw'r pwysau ar yr wyneb, $\rho$ yw dwysedd yr hylif, $g$ yw'r cyflymiad disgyrchiant, a $h$ yw'r dyfnder.
8. Sut mae pwysau atmosfferig yn gysylltiedig â statig hylifau?
   • Ateb: Gellir meddwl am yr atmosffer fel hylif. Pwysedd atmosfferig yw'r pwysau a roddir gan bwysau'r aer uwchben pwynt penodol. Mae'n lleihau gydag uchder, yn debyg i sut mae pwysau mewn hylif yn lleihau wrth i rywun symud i fyny yng ngholofn yr hylif.
9. Pa rôl mae siâp cynhwysydd yn ei chwarae yn nosbarthiad pwysau hylif statig ynddo?
   • Ateb: Mewn stateg hylifau, dim ond ar uchder y golofn hylif uwchben y dyfnder hwnnw y mae'r pwysau ar ddyfnder penodol yn dibynnu, nid ar siâp y cynhwysydd. Felly, mae'r pwysau ar ddyfnder penodol yr un peth waeth beth fo siâp y cynhwysydd.
10. Beth yw arwyddocâd y paradocs hydrostatig?

• Ateb: Mae'r paradocs hydrostatig yn tynnu sylw at y ffaith, mewn statig hylif, mai dim ond ar uchder colofn yr hylif y mae'r grym a roddir gan hylif statig ar waelod cynhwysydd yn dibynnu, nid ar ei gyfaint na siâp y cynhwysydd. Felly, mae cynwysyddion gwahanol iawn gyda'r un uchder hylif yn rhoi'r un pwysau ar eu gwaelod, hyd yn oed os ydynt yn dal gwahanol symiau o hylif.