5 דוגמאות לחוק ברנולי
1 עמ '1 דן v1 הוא הלחץ והמהירות של האוויר מעל הכנף, P2 דן v2 הוא הלחץ והמהירות של האוויר מתחת לכנף. כדי שמטוס יוכל להמריא, התנאים הם...
א. פ.1 = P2 דן v1 = v2
ב. פ.1 < פ2 דן v1 > v2
סי. פ.1 < פ2 דן v1 < v2
ד.פ.1 > פ2 דן v1 > v2
אי.פי.1 > פ2 דן v1 < v2
דיון:
ידוע כי:
P1 = טקאנן אודארה על הכנפיים
P2 = טקאנן אודארה מתחת לכנפיים
v1 = מהירות האוויר על הכנפיים
v2 = מהירות האוויר מתחת לכנפיים
נשאל :
מהם התנאים לכך שהמטוס יתרומם או שהמטוס יתקדם מעלה?
ג'וואב :
חוק ברנולי או ליתר דיוק נקרא עקרון ברנולי קובע שאם מהירות הנוזל גבוהה, לחץ הנוזל נמוך, ולהיפך, אם מהירות הנוזל נמוכה, לחץ הנוזל גבוה. נוזלים הם חומרים שיכולים לזרום. דוגמאות לנוזלים הם אוויר ומים.
אם מהירות האוויר גבוהה, לחץ האוויר נמוך, לעומת זאת, אם מהירות האוויר נמוכה, לחץ האוויר גבוה.
כאשר מהירות האוויר מעל הכנף גדולה ממהירות האוויר מתחת לכנף, לחץ האוויר מעל הכנף קטן מלחץ האוויר מתחת לכנף. מכיוון שלחץ האוויר מתחת לכנף גדול יותר, גם דחף האוויר מתחת לכנף גדול יותר. לעומת זאת, לחץ האוויר מעל הכנף קטן יותר, ולכן גם דחף האוויר מעל הכנף קטן יותר (P = F/A – ככל שהלחץ גדול יותר, P, כך הכוח גדול יותר, F).
דחף האוויר מתחת לכנף גדול יותר, דחף האוויר מעל הכנף קטן יותר, ולכן יש כוח תוצאתי או כוח כולל המכוון כלפי מעלה. כוח כולל זה מכוון כלפי מעלה מה שגורם למטוס להתרומם..
אז תנאים להמראה של המטוס הוא פ1 < פ2 ו-v1 > ו2
התשובה הנכונה היא ב'.
2.
באיור, מים נשאבים על ידי מדחס בלחץ של 120 קילו פסקל לתוך הצינור התחתון (1) וזורמים כלפי מעלה במהירות של 1 מטר לשנייה.-1 (g = 10 אלפיות שנייה-2 וצפיפות המים היא 1000 ק"ג למטר-3לחץ 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 צינור גדול (r)1) = 12 ס"מ
רדיוס צינור קטן (r2) = 6 ס"מ
לחץ מים בצינורות גדולים (p1) = 120 קילו פסקל = 120.000 פסקל
מהירות המים בצינורות גדולים (v1) = 1 אלפיות שנייה-1
גובה צינור גדול (h)1) = 0 מטר
גובה צינור קטן (h2) = 2 מטר
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות-2
צפיפות המים (ρ) = 1000 ק"ג.מ"ר-3
נשאל: לחץ מים בצינור 2 (p2)
תשובה:
מהירות המים בצינור 2 מחושבת באמצעות משוואת הרציפות:
A1 v1 = א2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 מטר/שנייה) = (62)(v2)
144 = 36 וולט2
v2 = 144/36
v2 = 4 מטר/שנייה
לחץ המים בצינור 2 מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
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 = פ2 + 8000 + 20.000
120.500 = פ2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 פסקל
p2 = 92,5 קילו פסקל
התשובה הנכונה היא ד'.
3. תסתכלו על התמונה הבאה!
הצינור הגדול נמצא בגובה 5 מטר מעל הקרקע והצינור הקטן נמצא בגובה מטר אחד מעל הקרקע. קצב זרימת המים בצינור הגדול הוא 36 קמ"ש.-1 עם לחץ של 9,1 x 105 פאסל, בעוד שהלחץ בצינור הקטן הוא 2.105 פא, אז מהירות המים בצינור הקטן היא... (צפיפות המים = 103 ק"ג.מ"ר-3)
א. 10 אלפיות השנייה-1
ב. 20 אלפיות שנייה-1
ג. 30 אלפיות שנייה-1
ד. 40 אלפיות שנייה-1
50 אלפיות השנייה-1
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ מים בצינורות גדולים (p1) = 9,1 × 105 פסקל = 910.000 פסקל
לחץ מים בצינורות קטנים (p2) = 2 × 105 פסקל = 200.000 פסקל
מהירות המים בצינורות גדולים (v1) = 36 קמ"ש = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 מ"ש
גובה צינור גדול (h)1) = -4 מטרים
גובה צינור קטן (h2) = מטר אחד
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות-2
צפיפות המים (ρ) = 1000 ק"ג.מ"ר-3
נשאל: מהירות המים בצינור קטן (v2)
תשובה:
מהירות המים בצינור קטן (v2) מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
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 וולט22
800.000 = 500 וולט22
800.000 / 500 = וולט22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
4. באיור, מים נשאבים על ידי מדחס בלחץ של 120 קילו פסקל לתוך הצינור התחתון (1) וזורמים כלפי מעלה במהירות של 1 מטר לשנייה.-1 (g = 10 אלפיות שנייה-2 וצפיפות המים היא 1000 ק"ג למטר-3לחץ 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 צינור גדול (r)1) = 12 ס"מ
רדיוס צינור קטן (r2) = 6 ס"מ
לחץ מים בצינורות גדולים (p1) = 120 קילו פסקל = 120.000 פסקל
מהירות המים בצינורות גדולים (v1) = 1 אלפיות שנייה-1
גובה צינור גדול (h)1) = 0 מטר
גובה צינור קטן (h2) = 2 מטר
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות-2
צפיפות המים (ρ) = 1000 ק"ג.מ"ר-3
נשאל: לחץ מים בצינור 2 (p2)
תשובה:
מהירות המים בצינור 2 מחושבת באמצעות משוואת הרציפות:
A1 v1 = א2 v2
(π r12)(v1) = (π r22)(v2)
(r12)(v1) = (r22)(v2)
(122)(1 מטר/שנייה) = (62)(v2)
144 = 36 וולט2
v2 = 144/36
v2 = 4 מטר/שנייה
לחץ המים בצינור 2 מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
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 = פ2 + 8000 + 20.000
120.500 = פ2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 פסקל
p2 = 92,5 קילו פסקל
התשובה הנכונה היא ד'.
5. התבוננו בתמונה הבאה! מיקום הצינור הגדול הוא 5 מטר מעל הקרקע והצינור הקטן נמצא 1 מטר מעל הקרקע. מהירות זרימת המים בצינור הגדול היא 36 קמ"ש.-1 עם לחץ של 9,1 x 105 פאסל, בעוד שהלחץ בצינור הקטן הוא 2.105 פא, אז מהירות המים בצינור הקטן היא... (צפיפות המים = 103 ק"ג.מ"ר-3)
א. 10 אלפיות השנייה-1
ב. 20 אלפיות שנייה-1
ג. 30 אלפיות שנייה-1
ד. 40 אלפיות שנייה-1
50 אלפיות השנייה-1
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ מים בצינורות גדולים (p1) = 9,1 × 105 פסקל = 910.000 פסקל
לחץ מים בצינורות קטנים (p2) = 2 × 105 פסקל = 200.000 פסקל
מהירות המים בצינורות גדולים (v1) = 36 קמ"ש = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 מ"ש
גובה צינור גדול (h)1) = -4 מטרים
גובה צינור קטן (h2) = מטר אחד
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מילישניות-2
צפיפות המים (ρ) = 1000 ק"ג.מ"ר-3
נשאל: מהירות המים בצינור קטן (v2)
תשובה:
מהירות המים בצינור קטן (v2) מחושב באמצעות משוואת ברנולי:
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 וולט22
800.000 = 500 וולט22
800.000 / 500 = וולט22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 מטר/שנייה
התשובה הנכונה היא ד'.
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
