5 näidet Bernoulli seadusest
1 P1 dan v1 on tiiva kohal oleva õhu rõhk ja kiirus, P2 dan v2 on tiiva all oleva õhu rõhk ja kiirus. Lennuki õhkutõusmiseks on tingimused järgmised...
A. P1 = P2 dan v1 = v2
B. P1 < P2 dan v1 > v2
C. P1 < P2 dan v1 < v2
D.P.1 > P2 dan v1 > v2
E.P.1 > P2 dan v1 < v2
Arutelu:
On teada, et:
P1 = Õhurõhk tiibadel
P2 = Õhurõhk tiibade all
v1 = õhukiirus tiibadel
v2 = õhukiirus tiibade all
Küsis :
Millised on tingimused, et lennuk tõuseks või liiguks ülespoole?
Jawab :
Bernoulli seadus või täpsemalt nimetatakse Bernoulli printsiip väidab, et kui vedeliku kiirus on suur, on vedeliku rõhk madal ja vastupidi, kui vedeliku kiirus on väike, on vedeliku rõhk kõrge. Vedelikud on ained, mis võivad voolata. Vedelike näideteks on õhk ja vesi.
Kui õhu kiirus on suur, on õhurõhk madal, ja vastupidi, kui õhu kiirus on väike, on õhurõhk kõrge.
Kui õhu kiirus tiiva kohal on suurem kui õhu kiirus tiiva all, on õhurõhk tiiva kohal väiksem kui õhurõhk tiiva all. Kuna õhurõhk tiiva all on suurem, on ka õhu tõukejõud tiiva all suurem. Vastupidiselt on õhurõhk tiiva kohal väiksem ja seega on ka õhu tõukejõud tiiva kohal väiksem (P = F/A – mida suurem on rõhk P, seda suurem on jõud F).
Tiiva all on õhu tõukejõud suurem, tiiva kohal on õhu tõukejõud väiksem, seega on olemas resultantjõud ehk kogujõud, mis on suunatud ülespoole. See kogujõud on suunatud ülespoole, mis põhjustab lennuki tõusu..
Jadi lennuki õhkutõusmise tingimused on P1 < P2 ja v1 > v2
Õige vastus on B.
2.
Joonisel pumbatakse kompressoriga 120 kPa rõhu all vett alumisse torusse (1) ja see voolab ülespoole kiirusega 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 ja vee tihedus on 1000 kg m³.-3). Veesurve ülemises torus (II) on….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Arutelu
On teada, et:
Suur toru raadius (r)1) = 12 cm
Väike toru raadius (r2) = 6 cm
Veesurve suurtes torudes (p1) = 120 kPa = 120 000 paskalit
Vee kiirus suurtes torudes (v1) = 1 ms-1
Suur toru kõrgus (h)1) = 0 m
Väikese toru kõrgus (h2) = 2 m
Raskuskiirendus (g) = 10 ms-2
Vee tihedus (ρ) = 1000 kg.m-3
Küsis: Veesurve torus 2 (p2)
Vastus:
Vee kiirus torus 2 arvutatakse järjepidevuse võrrandi abil:
A1 v1 = A2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 m/s) = (62)(v2)
144 = 36 volti2
v2 = 144/36
v2 = 4 m/s
Veesurve torus 2 arvutatakse Bernoulli võrrandi abil:
120 000 + ½ (1000)(12) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(42) + (1000)(10)(2)
120 000 + ½ (1000)(1) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(16) + (1000)(10)(2)
120 000 + 500 + 0 = p2 + (500)(16) + 20 000
120 000 + 500 = p2 + 8000 + 20.000
120 500 = p2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92 500 paskalit
p2 = 92,5 kPa
Õige vastus on D.
3. Vaata järgmist pilti!
Suur toru on maapinnast 5 m ja väike toru 1 m kõrgusel. Vee voolukiirus suures torus on 36 km/h.-1 rõhuga 9,1 x 105 Pa, samal ajal kui rõhk väikeses torus on 2.105 Pa, siis vee kiirus väikeses torus on… (vee tihedus = 103 kg.m-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Arutelu
On teada, et:
Veesurve suurtes torudes (p1) = 9,1 × 105 Paskal = 910 000 paskalit
Veesurve väikestes torudes (p2) = 2 × 105 Paskal = 910 000 paskalit
Vee kiirus suurtes torudes (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Suur toru kõrgus (h)1) = -4 meetrit
Väikese toru kõrgus (h2) = 0 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 ms-2
Vee tihedus (ρ) = 1000 kg.m-3
Küsis: Vee kiirus väikeses torus (v2)
Vastus:
Vee kiirus väikeses torus (v2) arvutatakse Bernoulli võrrandi abil:
910 000 + ½ (1000)(10)2) + (1000) (10) (0) = 200 000 + ½ (1000) (v22) + (1000)(10)(-4)
910 000 + 50 000 + 0 = 200 000 + 500 v22 - 40.000
960 000 = 160 000 + 500 V22
800.000 = 500 volti22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m/s
Õige vastus on D.
4. Joonisel pumbatakse kompressoriga 120 kPa rõhu all vett alumisse torusse (1) ja see voolab ülespoole kiirusega 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 ja vee tihedus on 1000 kg m³.-3). Veesurve ülemises torus (II) on….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Arutelu
On teada, et:
Suur toru raadius (r)1) = 12 cm
Väike toru raadius (r2) = 6 cm
Veesurve suurtes torudes (p1) = 120 kPa = 120 000 paskalit
Vee kiirus suurtes torudes (v1) = 1 ms-1
Suur toru kõrgus (h)1) = 0 m
Väikese toru kõrgus (h2) = 2 m
Raskuskiirendus (g) = 10 ms-2
Vee tihedus (ρ) = 1000 kg.m-3
Küsis: Veesurve torus 2 (p2)
Vastus:
Vee kiirus torus 2 arvutatakse järjepidevuse võrrandi abil:
A1 v1 = A2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 m/s) = (62)(v2)
144 = 36 volti2
v2 = 144/36
v2 = 4 m/s
Veesurve torus 2 arvutatakse Bernoulli võrrandi abil:
120 000 + ½ (1000)(12) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(42) + (1000)(10)(2)
120 000 + ½ (1000)(1) + (1000)(10)(0) = p2 + ½ (1000)(16) + (1000)(10)(2)
120 000 + 500 + 0 = p2 + (500)(16) + 20 000
120 000 + 500 = p2 + 8000 + 20.000
120 500 = p2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92 500 paskalit
p2 = 92,5 kPa
Õige vastus on D.
5. Vaata järgmist pilti! Suure toru asukoht on maapinnast 5 m ja väikese toru asukoht on maapinnast 1 m kõrgusel. Vee voolukiirus suures torus on 36 km/h.-1 rõhuga 9,1 x 105 Pa, samal ajal kui rõhk väikeses torus on 2.105 Pa, siis vee kiirus väikeses torus on… (vee tihedus = 103 kg.m-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Arutelu
On teada, et:
Veesurve suurtes torudes (p1) = 9,1 × 105 Paskal = 910 000 paskalit
Veesurve väikestes torudes (p2) = 2 × 105 Paskal = 910 000 paskalit
Vee kiirus suurtes torudes (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Suur toru kõrgus (h)1) = -4 meetrit
Väikese toru kõrgus (h2) = 0 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 ms-2
Vee tihedus (ρ) = 1000 kg.m-3
Küsis: Vee kiirus väikeses torus (v2)
Vastus:
Vee kiirus väikeses torus (v2) arvutatakse Bernoulli võrrandi abil:
910 000 + ½ (1000)(10)2) + (1000) (10) (0) = 200 000 + ½ (1000) (v22) + (1000)(10)(-4)
910 000 + 50 000 + 0 = 200 000 + 500 v22 - 40.000
960 000 = 160 000 + 500 V22
800.000 = 500 volti22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m/s
Õige vastus on D.
Küsimuse allikas:
Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile
