24 דוגמאות לשאלות דינמיקת נוזלים
משפט טוריצ'לי
1. אמבטיה גדולה מלאה במים וברז כפי שמוצג בתמונה. אם g = 10 ms -2 , אז מהירות ריסוס המים מהברז היא...
א. 3 מילישניות-1 
ב. 8 אלפיות שנייה -1
ג. 9 אלפיות שנייה -1
ד. 30 אלפיות שנייה -1
ה. 900 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי :
גובה (h) = 85 ס"מ – 40 ס"מ = 45 ס"מ = 0,45 מטר
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה : מהירות ריסוס המים מהברז (v)
תשובה :
משפט טוריצ'לי קובע כי מהירות המים המתרססים דרך חור במרחק h מפני המים זהה למהירות המים הנופלים בחופשיות מגובה h.
מהירות ריסוס המים מחושבת באמצעות נוסחת תנועת הנפילה החופשית v t 2 = 2 gh
vt 2 = 2 gh = 2(10)(0,45) = 9
v t = √9 = 3 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא א'.
2. מיכל מים מכיל חור בקיר (ראה תמונה). מהירות המים ביציאתם מהחור היא... (g = 10 ms -2 )
א. 12 מילישניות-1
ב. 10 אלפיות שנייה -1
ג. 6 אלפיות שנייה -1
ד. 5 אלפיות שנייה -1
ה. 2 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי :
גובה (גובה) = 1,5 מטר – 0,25 מטר = 1,25 מטר
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה : מהירות המים כשהם יוצאים מהבור (v)
תשובה :
vt 2 = 2 gh = 2(10)(1,25) = 25
v t = √25 = 5 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
3. מאגר מים מכיל מים בגובה מטר אחד (g = 10 ms -2 ) ויש חור דליפה בקיר (ראה תמונה). מהירות המים היוצאים מהחור היא...
א. 1 מילישניות-1
ב. 2 אלפיות שנייה -1
ג. 4 אלפיות שנייה -1
ד. 8 אלפיות שנייה -1
ה. 10 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי :
גובה (גובה) = 1 מטר – 0,20 מטר = 0,8 מטר
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה : מהירות המים כשהם יוצאים מהבור (v)
תשובה :
vt 2 = 2 gh = 2(10)(0,8) = 16
v t = √16 = 4 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
4. גליל מלא בנוזל אידיאלי. חור קטן (קטן בהרבה מנפח הגליל) ממוקם על דופן הגליל, במרחק 20 ס"מ מלמעלה, ומאפשר לנוזל לזרום החוצה (כפי שמוצג באיור). מהי מהירות סילון המים מהחור הקטן?
א. 1,0 מילישניות-1 
ב. 2,0 אלפיות שנייה –1
ג. 3,0 אלפיות שנייה –1
ד. 5,0 אלפיות שנייה –1
מזרח 5,5 מילישניות –1
דִיוּן
ידוע כי:
מרחק החור מהמשטח (h) = 20 ס"מ = 0,2 מטרים
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה: באיזו מהירות עובר סילון המים מהחור הקטן?
תשובה:
משפט טוריצ'לי קובע שמהירות סילון המים מבור זהה למהירות המים הנופלים בחופשיות מגובה h. מבחינה מתמטית:
התשובה הנכונה היא ב'.
5. למיכל מים יש חתך רוחב גדול, עם חור קטן ב-A. מהירות המים היוצאים מחור A היא...
א. ביחס ישר ל-h
ב. הוא ביחס ישר ל- h1
C. הוא ביחס ישר ל-√h
D. הוא ביחס ישר ל- h²
E. הוא ביחס ישר ל-( h1 – h2 )
דִיוּן
משוואת ברנולי:
P₁ + 1/2 ρ(v₁/ 2 + ρ (gh₂) = P₂ + 1/2 ρ( v₂ / 2 + ρ(gh₂ )
תיאור: P1 = לחץ 1 , v1 = מהירות 1, h1 = גובה 1 , ρ = צפיפות, g = תאוצת כבידה, P2 = לחץ 2, v2 = מהירות 2, h2 = גובה 2
ניתן להשתמש במשוואה זו כדי לגזור משוואה לחישוב מהירות המים היוצאים מחור A. אם החלק העליון של המיכל פתוח, אז P1 = לחץ האוויר מעל פני המים. אם יש חור קטן בנקודה A, אז P2 = לחץ האוויר מחוץ לחור הקטן. לחץ האוויר בכל מקום ליד המיכל חייב להיות זהה, לכן P1 = P2 . לפיכך, ניתן לבטל את P1 ו-P2 ממשוואת ברנולי.
1/2 ρ v 1 2 + ρ gh 1 = 1/2 ρ v 2 2 + ρ gh 2
החור ב-A קטן ולכן למים היוצאים דרך החור יש מהירות גדולה, בעוד ששטח הפנים של האמבט גדול ולכן מהירות ירידת מפלס המים קטנה. לכן הערך של v2 מתקרב לאפס כך ש-1/2 ρ v22 מוסר מהמשוואה.
תיאור: v 1 = מהירות המים היוצאים מבור A, g = תאוצת כוח הכבידה = 9,8 מטר/שנייה 2 , h = המרחק בין בור A לפני המים.
התשובה הנכונה היא ג'.
6. צינור מכיל נוזל אידיאלי. בדופן ישנם שני חורים קטנים (קטנים בהרבה מחתך הרוחב של הצינור) כך שהנוזל נשפך החוצה (כפי שניתן לראות בתמונה). היחס בין x 1 ל- x 2 הוא...
א. 2 : 3
ב. 3 : 5
ג. 2:5
ד. 4:5
ה. 3 : 4
דִיוּן
ראשית, חשבו את מהירות המים היוצאים מהצינור. משפט טוריצ'לי קובע כי מהירות המים היוצאים מהצינור זהה למהירות המים כאשר הם נופלים בחופשיות מגובה שבו h1 = 20 ס"מ = 0,2 מטרים ו-h2 = 50 ס"מ = 0,5 מטרים.
התשובה הנכונה היא ד'.
משוואת הרציפות
7. מים זורמים מצינור A לצינור B וממשיכים לצינור C. היחס בין שטח החתך של A לשטח החתך של C הוא 8:3. אם קצב הזרימה בצינור A שווה ל-v, אז קצב הזרימה בצינור C הוא...
א. 3/8 v
ב. ו.
ג. 8/3 עמודים
ד. 3 v
ה. 8 v
דִיוּן
ידוע כי:
שטח חתך A (A A ) = 8
שטח חתך C (A C ) = 3
קצב זרימה בצינור A (v A ) = v
שאלה: קצב זרימה בצינור C (v C )
תשובה:
נוסחת משוואת הרציפות:
A A v A = A C v C
8 וולט = 3 וולט ג
וולט C = 8/3 וולט
התשובה הנכונה היא ג'.
8. צינור בקוטר 12 ס"מ מצטמצם בקצה אחד לקוטר של 8 ס"מ. אם מהירות הזרימה בחלק הגדול של הצינור היא 10 ס"מ/שנייה, אז מהירות הזרימה בקצה הקטן היא...
א. 22,5 ס"מ/שנייה
ב. 4,4 ס"מ/שנייה
כ-2,25 ס"מ/שנייה
עומק 0,44 ס"מ/שנייה
מזרח 0,225 ס"מ/שנייה
דִיוּן
ידוע כי:
קוטר 1 (d² ) = 12 ס"מ, רדיוס 1 (r² ) = 6 ס"מ
קוטר 2 (d² ) = 8 ס"מ, רדיוס 2 (r² ) = 4 ס"מ
קצב זרימה 1 (v 1 ) = 10 ס"מ/שנייה
מבוקש: קצב זרימה 2 (v 2 )
תשובה:
שטח חתך 1 (A 1 ) = π r 2 = π 6 2 = 36π cm 2
שטח חתך 2 (A 2 ) = π r 2 = π 4 2 = 16π cm 2
משוואת רציפות נוזלים:
A 1 נגד 1 = A 2 נגד 2
(36π)(10) = (16π) v 2
(36)(10) = (16) נגד 2
360 = (16) נגד 2
v 2 = 360/16
v 2 = 22,5 ס"מ/שנייה
התשובה הנכונה היא א'.
9. נוזל זורם דרך צינור כפי שמוצג באיור הבא. אם שטח החתך A1 = 8 סמ"ר , A2 = 2 סמ"ר ומהירות הנוזל v2 = 2 מטר/שנייה, אז גודל v1 הוא ...
א. 0,5 אלפיות השנייה-1
ב. 1,0 אלפיות שנייה -1
ג. 1,5 אלפיות שנייה -1
ד. 2,0 אלפיות שנייה -1
ה. 2,5 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי :
שטח חתך 1 (A1 ) = 8 סמ"ר
שטח חתך 2 (A2 ) = 2 סמ"ר
מהירות הנוזל בחתך 2 (v² ) = 2 מטר/שנייה
מבוקש : מהירות הנוזל בחתך רוחב 1 (גרסה 1 )
תשובה :
משוואת רציפות נוזלים :
A 1 נגד 1 = A 2 נגד 2
8 נגד 1 = (2)(2)
8 נגד 1 = 4
v 1 = 4 / 8 = 0,5 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא א'.
10. התבוננו בתמונה! אם קוטר החתך הגדול כפול מקוטר החתך הקטן, מהירות זרימת הנוזל בצינור הקטן היא...
א. 01 אלפיות השנייה-1
ב. 04 מילישניות −1
ג. 08 מילישניות −1
ד. 16 מילישניות −1
ה. 20 מילישניות −1
דִיוּן
ידוע כי :
קוטר חתך רוחב גדול (d1 ) = 2
רדיוס חתך רוחב גדול (r1 ) = ½ d1 = ½ (2) = 1
שטח חתך גדול ( A 1 ) = π r 1 2 = π (1) 2 = π (1) = π
קוטר חתך רוחב קטן (d² ) = 1
רדיוס חתך קטן (r² ) = ½ d² = ½ (1) = ½
שטח חתך קטן ( A 2 ) = π r 2 2 = π (1/2) 2 = π (1/4) = ¼ π
מהירות זרימת נוזל בחתך רוחב גדול ( v1 ) = 4 מטר/שנייה
שאלה : מהירות זרימת נוזל בחתך רוחב קטן ( v 2 )
תשובה :
משוואת רציפות נוזלים :
A 1 נגד 1 = A 2 נגד 2
π₄ = ¼ π ( v₂ )
4 = ¼ (נגד 2 )
v2 = 8 מטר/ שנייה
התשובה הנכונה היא ג'.
עקרון ברנולי ומשוואתו
11. ההיגד שלהלן מתייחס לכוח העילוי במטוס, כלומר...
א. לחץ האוויר מעל הכנף גדול מלחץ האוויר מתחת לכנף.
ב. לחץ האוויר מתחת לכנפיים אינו משפיע על גובה העילוי של המטוס.
ג. מהירות זרימת האוויר מעל הכנף גדולה ממהירות זרימת האוויר מתחת לכנף.
ד. מהירות זרימת האוויר מעל הכנף קטנה ממהירות זרימת האוויר מתחת לכנף.
ה. מהירות זרימת האוויר אינה משפיעה על עילוי המטוס.
דִיוּן
נוסחת לחץ: P = F / A, כאשר P = לחץ, F = כוח, A = שטח פנים.
בהתבסס על נוסחה זו, לחץ הוא ביחס ישר לכוח. לכן, אם לחץ האוויר גדול יותר, גם כוח הדחיפה של האוויר יהיה גדול יותר. כוח הוא מה שגורם לעצמים לנוע, לא לחץ.
עקרון ברנולי קובע שאם מהירות האוויר גבוהה אז הלחץ נמוך, ואם מהירות האוויר נמוכה אז הלחץ גבוה.
כדי שמטוס יוכל להתרומם, דחף האוויר מתחת לכנף חייב להיות גדול יותר. הדחף גדול יותר כאשר לחץ האוויר מתחת לכנף גדול יותר. לחץ האוויר מתחת לכנף גדול יותר כאשר מהירות האוויר מתחת לכנף נמוכה.
התשובה הנכונה היא ג'.
12. שימו לב להצהרות הבאות!
(1) כוח הרמה במטוס
(2) משאבה הידראולית
(3) תרסיס נגד יתושים
(4) בלוני אוויר חם יכולים להמריא
ההצהרה לעיל, שעיקרון הפעולה שלה מבוסס על חוק ברנולי, היא...
א. (1) ו-(2)
ב. (1) ו-(3)
ג. (2) ו-(4)
ד. (1), (2) ו-(4)
ה. (1), (3) ו-(4)
דִיוּן
משפטים שעקרונות הפעולה שלהם מבוססים על חוק ברנולי הם (1) הרמה במטוסים ו-(3) מרססי יתושים. (2) משאבות הידראוליות פועלות על פי עקרון חוק פסקל. (4) כדורי פורח יכולים להמריא על פי עקרון חוק ארכימדס (ציפה).
התשובה הנכונה היא ב'.
13. בתמונה, מים נשאבים באמצעות מדחס בלחץ של 120 קילופסקל לתוך הצינור התחתון (1) וזורמים כלפי מעלה במהירות של 1 מילישנייה -1 (g = 10 מילישנייה -2 וצפיפות המים היא 1000 ק"ג.מ"ק ) . לחץ המים בצינור העליון (II) הוא...
א. 52,5 קילופסקל
ב. 67,5 קילופסקל
ג. 80,0 קילופסקל
ד. 92,5 קילופסקל
מזרח 107,5 קילופסקל
דִיוּן
ידוע כי:
רדיוס הצינור הגדול (r1 ) = 12 ס"מ
רדיוס הצינור הקטן (r² ) = 6 ס"מ
לחץ מים בצינור גדול (p1 ) = 120 kPa = 120.000 פסקל
מהירות המים בצינור גדול (v 1 ) = 1 ms -1
גובה צינור גדול (h1 ) = 0 מטר
גובה צינור קטן (h² ) = 2 מטר
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות -2
צפיפות המים = 1000 ק"ג.מ"ק
שאלה: לחץ מים בצינור 2 (עמוד 2 )
תשובה:
מהירות המים בצינור 2 מחושבת באמצעות משוואת הרציפות:
A 1 נגד 1 = A 2 נגד 2
(π r 1 2 )(v 1 ) = (π r 2 2 )(v 2 )
(r 1 2 )(v 1 ) = (r 2 2 )(v 2 )
(r 1 2 )(v 1 ) = (r 2 2 )(v 2 )
(12² ) (1 מטר/שנייה) = (6² ) ( v² )
144 = 36 v 2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 מטר/ שנייה
לחץ המים בצינור 2 מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
14. ההצהרה שלהלן בנוגע לכוח העילוי במטוס נכונה...
א. לחץ האוויר מעל הכנף גדול מלחץ האוויר מתחת לכנף.
ב. לחץ האוויר מתחת לכנפיים אינו משפיע על גובה העילוי של המטוס.
ג. מהירות זרימת האוויר מעל הכנף גדולה ממהירות זרימת האוויר מתחת לכנף.
ד. מהירות זרימת האוויר מעל הכנף קטנה ממהירות זרימת האוויר מתחת לכנף.
ה. מהירות זרימת האוויר אינה משפיעה על עילוי המטוס.
דִיוּן
השווה את הדיון בשאלה הקודמת.
התשובה הנכונה היא ג'.
15. כנפי מטוס מתוכננות כך שיהיו בעלות עילוי מקסימלי כלפי מעלה, כפי שמוצג באיור. אם v היא מהירות זרימת האוויר ו-P הוא לחץ האוויר, אז לפי עקרון ברנולי, התכנון נעשה כך ש...
א. ו.A > וB כך ש-PA > פB
ב. v A > v B כך ש- P A < P B
ג. v A < v B כך ש- P A < P B
ד. v A < v B כך ש- P A > P B
E. v A > v B כך ש- P A = P B
דִיוּן
כדי שכנף מטוס תוכל להתרומם כלפי מעלה, דחף האוויר בתחתית הכנף חייב להיות גדול יותר מהדחף בחלק העליון של הכנף.
כוח הדחיפה מתחת לכנף גדול יותר אם לחץ האוויר מתחת לכנף גדול יותר.
עקרון ברנולי קובע שלחץ האוויר מתחת לכנף גדול כאשר מהירות האוויר מתחת לכנף קטנה.
לכן v A > v B כך ש- P A < P B
התשובה הנכונה היא ב'.
16. שימו לב להצהרה הבאה!
(1) וונטורימטר
(2) תרסיס נגד יתושים
(3) ברומטר
(4) מדחום
ההצהרה הקשורה ליישום חוק ברנולי היא...
א. (1) ו-(2)
ב. (1) ו-(3)
ג. (1) ו-(4)
ד. (2) ו-(3)
ה. (2) ו-(4)
דִיוּן
הצהרות שעקרונות הפעולה שלהן מבוססים על חוק ברנולי הן (1) וונטורימטר ו-(2) מרסס יתושים. (3) ברומטר שעקרון הפעולה שלו מבוסס על לחץ הידרוסטטי. (4) מדחום כספית או אלכוהול שעקרון הפעולה שלו מבוסס על התפשטות.
התשובה הנכונה היא א'.
17. שימו לב להצהרה הבאה!
(1) משאבה הידראולית
(2) קרבורטור
(3) וונטורימטר
(4) מדחום
כלים שעקרון הפעולה שלהם מבוסס על חוק ברנולי הם...
א. (1) ו-(2)
ב. (1) ו-(3)
ג. (1) ו-(4)
ד. (2) ו-(3)
ה. (2) ו-(4)
דִיוּן
הצהרות שעקרונות פעולתן מבוססים על חוק ברנולי הן (2) קרבורטורים ו-(3) וונטורימטרים. (1) משאבות הידראוליות שעקרונות פעולתן מבוססים על לחץ הידרוסטטי, חוק פסקל. (4) מדחומים של כספית או אלכוהול שעקרונות פעולתם מבוססים על התפשטות.
התשובה הנכונה היא ד'.
18. תראו את התמונה הבאה!
מיקום הצינור הגדול הוא 5 מטר מעל פני הקרקע והצינור הקטן נמצא מטר אחד מעל פני הקרקע. מהירות זרימת המים בצינור הגדול היא 36 קמ"ש עם לחץ של 9,1 x 10 5 פסקל, בעוד שהלחץ בצינור הקטן הוא 2.10 5 פסקל, אז מהירות המים בצינור הקטן היא... (צפיפות המים = 10 3 ק"ג.מ"ק )
א. 10 אלפיות השנייה-1
ב. 20 אלפיות שנייה -1
ג. 30 אלפיות שנייה -1
ד. 40 אלפיות שנייה -1
ה. 50 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ מים בצינור גדול (p1 ) = 9,1 x 105 פסקל = 910.000 פסקל
לחץ מים בצינור קטן (p² ) = 2 x 105 פסקל = 200.000 פסקל
מהירות המים בצינור גדול (v1 ) = 36 קמ"ש = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 = 10 מטר/שנייה
גובה צינור גדול (h1 ) = -4 מטרים
גובה צינור קטן (h² ) = 0 מטרים
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות -2
צפיפות המים = 1000 ק"ג.מ"ק
שאלה: מהירות המים בצינור קטן (v 2 )
תשובה:
מהירות המים בצינור קטן (v² ) מחושבת באמצעות משוואת ברנולי:
התשובה הנכונה היא ד'.
19. צינור ברדיוס של 15 ס"מ מחובר לצינור אחר ברדיוס של 5 ס"מ. שניהם נמצאים במצב אופקי. אם קצב זרימת המים בצינור הגדול הוא 1 מילישניות -1 בלחץ של 10 5 ניוטון מטר -2 , אז הלחץ בצינור הקטן (צפיפות המים 1 גרם לסמ"ר -3 ) הוא ...
א. 10.000 ניוטון מטר -2
ב. 15.000 ניוטון מטר -2
כ-30.000 ניוטון מטר -2
עומק 60.000 ניוטון מטר -2
מזרח 90.000 ניוטון מטר -2
דִיוּן
ידוע כי:
רדיוס הצינור הגדול (r1 ) = 15 ס"מ = 0,15 מטר
רדיוס הצינור הקטן (r² ) = 5 ס"מ = 0,05 מטר
לחץ מים בצינור גדול (p1 ) = 105 ניוטון מ"ר = 100.000 ניוטון מ"ר
מהירות המים בצינור גדול (v 1 ) = 1 ms -1
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות -2
צפיפות המים = 1 גרם סמ"ק -3 = 1000 ק"ג מ"ק
שני הצינורות נמצאים במצב אופקי כך שההבדל בגובה הצינור (Δh) = 0.
שאלה: לחץ בצינור הקטן (עמוד 2 )
תשובה:
מהירות המים בצינור 2 מחושבת באמצעות משוואת הרציפות:
A 1 נגד 1 = A 2 נגד 2
(π r 1 2 )(v 1 ) = (π r 2 2 )(v 2 )
(r 1 2 )(v 1 ) = (r 2 2 )(v 2 )
(0,15² ) (1 מטר/שנייה) = (0,05² ) ( v² )
0,0225 = 0,0025 v 2
v2 = 0,0225 / 0,0025
v2 = 9 מטר/ שנייה
הלחץ בצינור הקטן (p² ) מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
התשובה הנכונה היא ד'.
עקרון ברנולי
20. התבוננו בתמונה של מרסס דוחה יתושים בתמונה הבאה! P מייצג לחץ ו-v מייצג את קצב הזרימה של נוזל דוחה היתושים. כדי להוציא את נוזל דוחה היתושים, עליכם...
א. ו.A v vB ו-PA = PB
ב. v A > v B ו- P A > P B
ג. v A > v B ו- P A < P B
ד. v A < v B ו- P A > P B
E. v A < v B ו- P A < P B
דִיוּן
v A > v B
פ א < פ ב
התשובה הנכונה היא ג'.
21. כנפי מטוס מתוכננות כך שיהיו בעלות עילוי מקסימלי כלפי מעלה, כפי שמוצג באיור. אם v היא מהירות זרימת האוויר ו-P הוא לחץ האוויר, אז לפי עקרון ברנולי התכנון נעשה כך ש...
א. ו.A > וB כך ש-PA > פB
ב. v A > v B כך ש- P A < P B
ג. v A < v B כך ש- P A < P B
ד. v A < v B כך ש- P A > P B
E. v A > v B כך ש- P A = P B
דִיוּן
כדי שכנף מטוס תוכל להתרומם כלפי מעלה, דחף האוויר בתחתית הכנף חייב להיות גדול יותר מהדחף בחלק העליון של הכנף.
הדחף בצד התחתון של הכנף גדול יותר אם לחץ האוויר בצד התחתון של הכנף גדול יותר. P = F/A, כאשר הלחץ P הוא ביחס ישר ל-F. ככל שהלחץ גדול יותר, כך הכוח גדול יותר.
עקרון ברנולי קובע שלחץ האוויר מתחת לכנף גדול כאשר מהירות האוויר מתחת לכנף קטנה.
לכן v A > v B כך ש- P A < P B
התשובה הנכונה היא ב'.
טוריצ'לי
22. מיכל מים בגובה 100 ס"מ מלא לחלוטין במים. חור Q ממוקם 10 ס"מ מעל פני הקרקע. מרחק סילון המים האופקי (x) הוא...
א. 0,2 מטר
ב. 0,3 מטר
כ-0,6 מטר
0,9 מטר ד.
מזרח 1,0 מטר
דִיוּן
ידוע כי:
מרחק הבור מפני המים (h) = 100 ס"מ – 10 ס"מ = 90 ס"מ = 0,9 מטרים
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה: מרחק סילון מים אופקי (x)
תשובה:
מהירות המים היוצאים מהבור
משפט טוריצ'לי קובע שמהירות סילון המים היוצא מהבור זהה למהירות המים הנופלים בחופשיות מגובה h. מבחינה מתמטית:
תיאור: v = מהירות, g = תאוצה כבידתית, h = מרחק החור מפני המים
מהירות סילון המים היוצא מהבור:
מרווח הזמן עד שהמים מגיעים לפני הקרקע
תנועת המים מהבור עד שהם מגיעים לקרקע היא תנועה פרבולית, כאשר המסלול הוא כפי שמוצג בתמונה בצד. תנועה פרבולית נחשבת כמורכבת משני סוגי תנועה, כלומר תנועה אנכית ותנועה אופקית. תנועה אופקית מנותחת כ תנועה ליניארית אחידה והתנועה בכיוון האנכי במקרה זה מנותחת כ תנועת נפילה חופשית.
ראשית, חשבו את מרווח הזמן שבו המים נמצאים באוויר באמצעות נוסחת הנפילה החופשית.
ידוע כי:
גובה החור (y) = 10 ס"מ = 0,1 מטר
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
נשאל: מרווח זמן (t)
תשובה:
y = 1/2 gt²
0,1 = 1/2 (10) t²
0,1 = 5 טון 2
t2 = 0,1 / 5
t2 = 0,02
t = √0,02 שניות
מרחק אופקי (x)
ידוע כי:
מהירות התחלתית (v o = v ox ) = 3 √2 מטר/שנייה
מרווח זמן (t) של מים באוויר = √0,02 שניות
שאלה: מרחק אופקי (x)
תשובה:
v = x / t
x = vt = (3 √2) ( √0,02) = (3)(1,41)(0,14) = 0,59 = 0,6 מטרים
התשובה הנכונה היא ג'.
23. תסתכלו על התמונה הבאה!
מיכל מכיל מים עד לגובה של מטר אחד. בנקודה P בדופן המיכל יש חור קטן מאוד, כך שמהירות המים היוצאים היא... (g = 10 ms -2 )
א. 5 אלפיות השנייה-1
ב. 4 אלפיות שנייה -1
ג. 2,5 אלפיות שנייה -1
ד. 2 אלפיות שנייה -1
ה. 1,5 אלפיות שנייה -1
דִיוּן
ידוע כי:
מרחק הבור מפני המים (h) = 100 ס"מ – 80 ס"מ = 20 ס"מ = 0,2 מטרים
תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה 2
שאלה: מהירות יציאת המים (v)
תשובה:
מהירות סילון המים היוצא מהבור:
התשובה הנכונה היא ד'.
וונטורימטר
24. לחלק הגדול יותר של צינור הוונטורימטר יש שטח חתך A1 = 6 ס"מ2 ולקטע הצינור הקטן יותר יש שטח חתך A2 = 5 ס"מ2מהירות המים הנכנסים לצינור הוונטורימטר היא... שעה = 20 ס"מ, גרם = 10 מטר/שנייה2.
א. 2 מטר/שנייה
ב. 3 מטר/שנייה
כ-4 מטר/שנייה
ד. 5 מטר/שנייה
מזרח 6 מטר/שנייה
דיון:
התשובה הנכונה היא ב'.
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
