5 esempi della legge di Bernoulli
1. P1 Dan v1 è la pressione e la velocità dell'aria sopra l'ala, P2 Dan v2 La pressione e la velocità dell'aria sotto l'ala sono fondamentali. Affinché un aereo possa decollare, le condizioni sono...
A.P1 = P2 Dan v1 = v2
B.P1 < P2 Dan v1 > v2
C. P1 < P2 Dan v1 < v2
D.P1 > P2 Dan v1 > v2
E.P1 > P2 Dan v1 < v2
Discussione:
È noto che:
P1 = Tekanan udara sulle ali
P2 = Tekanan udara sotto le ali
v1 = velocità dell'aria sulle ali
v2 = velocità dell'aria sotto le ali
Chiesto :
Quali sono le condizioni affinché l'aereo si sollevi o si muova verso l'alto?
Jawab :
Legge di Bernoulli o più precisamente chiamato Principio di Bernoulli La legge afferma che se la velocità del fluido è elevata, la pressione del fluido è bassa, e viceversa, se la velocità del fluido è bassa, la pressione del fluido è alta. I fluidi sono sostanze che possono scorrere. Esempi di fluidi sono l'aria e l'acqua.
Se la velocità dell'aria è elevata, la pressione dell'aria è bassa; viceversa, se la velocità dell'aria è bassa, la pressione dell'aria è elevata.
Quando la velocità dell'aria sopra l'ala è maggiore della velocità dell'aria sotto l'ala, la pressione dell'aria sopra l'ala è minore della pressione dell'aria sotto l'ala. Poiché la pressione dell'aria sotto l'ala è maggiore, anche la spinta dell'aria sotto l'ala è maggiore. Viceversa, se la pressione dell'aria sopra l'ala è minore, anche la spinta dell'aria sopra l'ala è minore (P = F/A – maggiore è la pressione, P, maggiore è la forza, F).
La spinta dell'aria sotto l'ala è maggiore, la spinta dell'aria sopra l'ala è minore, quindi si genera una forza risultante, o forza totale, diretta verso l'alto. Questa forza totale è diretta verso l'alto, il che provoca il sollevamento dell'aereo..
Jadi condizioni per il decollo dell'aereo è P1 < P2 e v1 > v2
La risposta corretta è B.
2.
Nella figura, l'acqua viene pompata da un compressore a una pressione di 120 kPa nel tubo inferiore (1) e scorre verso l'alto a una velocità di 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 e la densità dell'acqua è di 1000 kg/m³-3). La pressione dell'acqua nel tubo superiore (II) è….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Discussione
È noto che:
Raggio di curvatura del tubo grande (r)1) = 12 cm
Raggio del tubo piccolo (r2) = 6 cm
Pressione dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (p1) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Velocità dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (v1) = 1 ms-1
Altezza del tubo grande (h)1) = 0 metri
Altezza del tubo piccolo (h)2) = 2 metri
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s-2
Densità dell'acqua (ρ) = 1000 kg/m³-3
Chiesto: Pressione dell'acqua nel tubo 2 (p2)
Risposta :
La velocità dell'acqua nel tubo 2 viene calcolata utilizzando l'equazione di continuità:
A1 v1 = A2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 m/s) = (62)(v2)
144 = 36 v2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m/s
La pressione dell'acqua nel tubo 2 viene calcolata utilizzando l'equazione di Bernoulli:
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 = pag2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 Pascal
p2 = 92,5 kPa
La risposta corretta è D.
3. Guarda l'immagine seguente!
Il tubo più grande si trova a 5 m dal suolo e quello più piccolo a 1 m dal suolo. La portata dell'acqua nel tubo più grande è di 36 km/h.-1 con una pressione di 9,1 x 105 Pa, mentre la pressione nel tubo piccolo è 2.105 Pa, quindi la velocità dell'acqua nel tubo piccolo è... (densità dell'acqua = 103 kgm-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Discussione
È noto che:
Pressione dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (p1) = 9,1 x 105 Pascal = 910.000 Pascal
Pressione dell'acqua nei tubi piccoli (p2) = 2 x 105 Pascal = 200.000 Pascal
Velocità dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Altezza del tubo grande (h)1) = -4 metri
Altezza del tubo piccolo (h)2) = 0 metri
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s-2
Densità dell'acqua (ρ) = 1000 kg/m³-3
Chiesto: Velocità dell'acqua nel tubo piccolo (v2)
Risposta :
Velocità dell'acqua nel tubo piccolo (v2) viene calcolato utilizzando l'equazione di Bernoulli:
910.000 + ½ (1000)(102) + (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 v22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m/s
La risposta corretta è D.
4. Nella figura, l'acqua viene pompata da un compressore a una pressione di 120 kPa nel tubo inferiore (1) e scorre verso l'alto a una velocità di 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 e la densità dell'acqua è di 1000 kg/m³-3). La pressione dell'acqua nel tubo superiore (II) è….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Discussione
È noto che:
Raggio di curvatura del tubo grande (r)1) = 12 cm
Raggio del tubo piccolo (r2) = 6 cm
Pressione dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (p1) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Velocità dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (v1) = 1 ms-1
Altezza del tubo grande (h)1) = 0 metri
Altezza del tubo piccolo (h)2) = 2 metri
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s-2
Densità dell'acqua (ρ) = 1000 kg/m³-3
Chiesto: Pressione dell'acqua nel tubo 2 (p2)
Risposta :
La velocità dell'acqua nel tubo 2 viene calcolata utilizzando l'equazione di continuità:
A1 v1 = A2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 m/s) = (62)(v2)
144 = 36 v2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m/s
La pressione dell'acqua nel tubo 2 viene calcolata utilizzando l'equazione di Bernoulli:
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 = pag2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 Pascal
p2 = 92,5 kPa
La risposta corretta è D.
5. Osserva l'immagine seguente! Il tubo grande si trova a 5 m dal suolo e il tubo piccolo a 1 m dal suolo. La velocità del flusso d'acqua nel tubo grande è di 36 km/h.-1 con una pressione di 9,1 x 105 Pa, mentre la pressione nel tubo piccolo è 2.105 Pa, quindi la velocità dell'acqua nel tubo piccolo è... (densità dell'acqua = 103 kgm-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Discussione
È noto che:
Pressione dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (p1) = 9,1 x 105 Pascal = 910.000 Pascal
Pressione dell'acqua nei tubi piccoli (p2) = 2 x 105 Pascal = 200.000 Pascal
Velocità dell'acqua nei tubi di grandi dimensioni (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Altezza del tubo grande (h)1) = -4 metri
Altezza del tubo piccolo (h)2) = 0 metri
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s-2
Densità dell'acqua (ρ) = 1000 kg/m³-3
Chiesto: Velocità dell'acqua nel tubo piccolo (v2)
Risposta :
Velocità dell'acqua nel tubo piccolo (v2) viene calcolato utilizzando l'equazione di Bernoulli:
910.000 + ½ (1000)(102) + (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 v22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m/s
La risposta corretta è D.
Fonte della domanda:
Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.
