Сұйықтық статикасы – мәселелер және оларды шешу жолдары

Сұйықтық статикасы – мәселелер және оларды шешу жолдары

Сұйықтық қысымы

1. d дегеніміз не?қанның гидростатикалық қысымы арасындағы айырмашылықn ми және табанs of аяқтары бойы 165 см болатын адам (айталық, тығыздығы қанның = 1.0 × 10³ кг / м құрайды³, ауырлық күшіне байланысты үдеу = 10 м/с²)

Белгілі:

Биіктігі (биіктігі) = 165 см = 165/100 м = 1.65 метр

Қанның тығыздығы (ρ) = 1.0 × 10³ кг / м құрайды³

Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с²

Қалаған: сұйықтық қысымы

Шешімі:

P = ρ gh

P = (1.0 × 10³)(10)(1.65)

P = (1.0 × 10⁴) (1.65)

P = 1.65 x 10⁴ N / м²

U-тәрізді құбыр

2. Төмендегі суретте көрсетілгендей, бастапқыда маймен толтырылған бір құбырдың орнына AU құбыры сумен толтырылады. Судың тығыздығы 1000 кг/м².³Егер мұнайдың биіктігі 8 см, ал судың биіктігі 5 см болса, мұнайдың тығыздығы қандай?

Белгілі:

Судың тығыздығы = 1000 кг.м^-3

Судың биіктігі (сағ₂) = 5 см

Мұнайдың биіктігі (сағ₁) = 8 см

Қажетті: мұнайдың тығыздығы

Шешімі:

ρ₁ гх₁ =ρ₂ гх₂

ρ₁ h₁ =ρ₂ h₂

(1000)(5) = (ρ₂) (8)

5000 = (ρ₂) (8)

ρ₂ = 625 кг.м^-3

3. AU құбыры алдымен керосинмен толтырылды, содан кейін су қосылды. Егер массасы керосин 0.8 грамм/см² құрайды³ және судың тығыздығы 1 грамм/см² құрайды³ ал көлденең қима ауданы 1.25 см². Қанша екенін анықтаңыз су қосу керек, сонда биіктік айырмашылығы керосин беті 15 см

A. 9 мл

B. 12 мл

C. 15 мл

D. 18 мл

Белгілі:

Керосиннің тығыздығы (ρ₁) = 0.8 грамм/см³

Судың тығыздығы (ρ₂) = 1 грамм/см³

Құбырдың қима ауданыe = 1.25 см²

Керосин бетінің биіктік айырмашылығы (сағ₁) = 15 см

Қажетті: Судың көлемі

Шешімі:

Судың биіктігі (сағ₂):

ρ₁ гх₁ = ρ₂ гх₂

(0,8)(15)(1)(сағ)₂)

h₂ = 12 см

Су көлемі:

V = (Құбырдың қима ауданыe) (судың биіктігі)

V = (1.25 см²)(12 см)

V = 15 см³

1 литр = 1 дм³ = 10³ cm³

1 миллилитр = 10^-3 литрs = (10^-3)(10³) см³ = 1 см³

Судың көлемі 15 см³ = 15 миллилитр

Дұрыс жауап C.

4. Тығыздығы 1000 кг/м сумен толтырылған U құбыры³Тығыздығы 1200 кг/м глицеринмен толтырылған U құбырының бір бағаны³Егер глицериннің биіктігі 4 см болса, құбырдың екі бағанының биіктік айырмашылығын анықтаңыз.

A. 0.8 см

B. 4 см

C. 8 см

D. 12 см

Белгілі:

Судың тығыздығы (ρ₁) = 1000 кг/м³

Глицериннің тығыздығы (ρ₂) = 1200 кг/м³

Глицерин биіктігі (сағ₂) = 4 см

Қалаған: Құбырдың екі бағанының биіктік айырмашылығы.

Шешімі:

Құбыр бағанының биіктігі (сағ₁):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(1000)(сағ)₁) = (1200)(4)

(1000)(сағ)₁) = 4800

h₁ = 4.8 см

Құбырдың екі бағанының биіктік айырмашылығы U = h₁ - сағ₂ = 4.8 см – 4 см = 0.8 см

Дұрыс жауап - А.

5. Құбыр Сенде бар екі ұшы ашық, суға толы бірге масса of 1 г / см³Құбыр бойындағы қима ауданы бірдей, яғни 1 см.²Біреу үрлейді on құбырдың табанының бір ұшын беті екінші аяғындағы су бастапқы орнынан 10 см көтеріледі. Егер The жеделдету ауырлық күшіне байланысты Iс 10 м/с2 болса, онда анықтау күш сол арқылы әрекет еткен адам.

A. 20 килодин

B. 10 килодин

C. 2 килодин

D. 1 килодин

Белгілі:

Барлық өлшем бірліктерін халықаралық жүйеге ауыстырыңыз.

Судың тығыздығы (ρ₁) = 1 г/см³ = 10^-3 кг / 10^-6 m³ = 10³ кг / м құрайды³

Құбырдың көлденең қимасының ауданы (A) = 1 см² = 10^-4 m²

Құбыр бағанының өзгерісі (сағ) = 10 см = 1 дм = 10^-1 m

Гравитацияға байланысты үдеу (г) = 10 мс^-2 = 10¹ Ханым^-2

Қозғалған судың көлемі (V) = (A)(сағ) = (1 см)²)(10 см) = 10 см³ = (10¹)(10^-6 m³) = 10^-5 m³

Қажетті: Тұлға әсер ететін күш (F).

Шешімі:

Сол адам әсер еткен күш = биіктігі 10 см судың салмағы

F = w

F = mg —–> Тығыздық теңдеуі: m = ρ V

F = ρ V g

F = (10³)(10^-5)(10¹)

F = (10⁴)(10^-5)

F = 10 ж^-1 Ньютон —–> 1 Ньютон = 10⁵ дина

F = (10^-1)(10⁵ дина)

F = 10 ж⁴ дина

F = 10 килодин

Дұрыс жауап - B.

6. Сол және оң аяқ екі түрлі сұйықтыққа батырылатындай етіп, Y-тәрізді түтік төңкеріліп салынған. Екі аяқ та сұйықтыққа батырылғаннан кейін, Y түтігінің жоғарғы жағы саусақпен жабылып, жоғары қарай тартылады, осылайша Y түтігінің екі аяғы әртүрлі жоғары тығыздықтағы сұйықтықтар бағанымен толтырылады. Егер бірінші сұйықтықтың тығыздығы 0.80 грамм/см2 болса,^-3 және екінші тығыздық is 0.75 грамм/см^-3, ал төменгі сұйық бағанасы 8 см болса, онда анықтау U пипіндегі екі сұйық баған арасындағы биіктік айырмашылығыe.

A. 1.0666 см

B. 0.9375 см

C. 0.3533 см

D. 0.5333 см

Белгілі:

Бірінші сұйықтықтың тығыздығы (ρ₁) = 0,80 грамм.см^-3

Екінші сұйықтықтың тығыздығы (ρ₂) = 0,75 грамм.см^-3

Төменгі сұйықтықтың биіктігі (сағ₁) = 8 см

Қажетті: TU пипіндегі екі сұйық баған арасындағы биіктік айырмашылығыe

Шешімі:

Tбиіктігі жоғары сұйықтықтар (h₂):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(0.80)(8) = (0.75)(сағ)₂)

6.4 = 0.75 (сағ₂)

h₂ = 6.4/0.75

h₂ = 8.5 см

Сұйықтықтардың биіктік айырмашылығы = h₂ - сағ₁ = 8.5333 см – 8 см = 0.5333 см

Дұрыс жауап - D.

Қалқымалы күш

7. Көлемі 0.5 м болатын тас³ тығыздығы 1.5 г см-1 сұйықтыққа салынған^-3Гравитацияға байланысты үдеу 10 мс^-2Ығыстырушы күш дегеніміз не?

Белгілі:

Тас көлемі (V) = 0.5 м³

Судың тығыздығы (ρ) = 1.5 гр см^-3 = 1500 кг м^-3

Гравитацияға байланысты үдеу (г) = 10 мс^-2

Қалаған: ығысу күші (F)_A)

Шешімі:

Қалқымалы күштің теңдеуі:

F_A = ρ g V = (1500 кг м^-3)(10 мс^-2)(0.5 м³) = 7500 кг м/с² = 7500 Ньютон

Флоат

8. Төмендегі суретте көрсетілгендей, теңізде мұз кесегі қалқып жүр. Теңіздің тығыздығы 1.2 г см2^-3 ал мұздың тығыздығы 0.9 г/с^-3Теңіз суындағы мұздың көлемі = ……. x ауадағы мұздың көлемі.

Белгілі:

Теңіз тығыздығы (ρ_теңіз) = 1.2 гр см^-3

Мұздың тығыздығы (ρ_мұз) = 0.9 гр c^-3

Қалаған: Теңіз суындағы мұздың көлемі = ……. x ауадағы мұздың көлемі.

Шешімі:

Теңіздегі мұздың көлемі = 0.75

Ауадағы мұздың көлемі = 0.25

Теңіз суындағы мұздың көлемі = ауадағы мұздың көлемінің 3 есесі (3 x 0.25 = 0.75).

9. Заттың 2/3 бөлігі сұйықтықта болатын сұйықтықта қалқып жүр. Егер заттың тығыздығы 0.6 г см-1 болса,³, онда судың тығыздығы қандай.

Белгілі:

Заттың сұйықтықтағы бөлігі = 2/3

Заттың тығыздығы = 0.6 г см-1³ = 600 кг м³

Қалаған: сұйықтықтың тығыздығы (x)

Шешімі:

Сұйықтықтың тығыздығы 900 кг м³³

10. Ағаш суда қалқып жүреді, мұндағы ағаштың 3/5 бөлігі суда. Егер судың тығыздығы 1 × 10 болса³ кг / м құрайды³, ағаштың тығыздығы қандай?

Белгілі:

Судағы заттың бөлігі = 3/5

Судың тығыздығы = 1×10³ кг / м құрайды³ = 1000 кг / м³

Қажетті: Ағаштың тығыздығы (x)

Шешімі:

Ағаштың тығыздығы 600 кг/м²³ = 6 х 10² кг / м құрайды³

1. Сұйықтық статикасы дегеніміз не?
   • Жауап: Сұйықтық статикасы, гидростатика деп те аталады, тыныштықтағы сұйықтықтарды және статикалық сұйықтықтардың батырылған заттар мен контейнер қабырғаларына әсер ететін күштерін зерттейтін сұйықтық механикасының саласы.
2. Сұйықтықтағы қысым тереңдікке байланысты қалай өзгереді?
   • Жауап: Статикалық сұйықтықта қысым кез келген тереңдіктен жоғары сұйықтық бағанының салмағына байланысты тереңдікпен сызықтық түрде артады. Тереңдікпен қысымның өзгеруі келесідей болады: $\Delta P=\rho gh$, мұндағы $\rho$ сұйықтық тығыздығы, $g$ гравитациялық үдеу болып табылады, және $h$ тереңдігі болып табылады.
3. Паскаль принципі дегеніміз не?
   • Жауап: Паскаль принципі бойынша, жабық сұйықтыққа әсер ететін қысымның өзгеруі сұйықтықтың барлық бөліктеріне және оның ыдысының қабырғаларына өзгеріссіз беріледі.
4. Гидравликалық көтергіш сұйықтық статикасы принциптеріне негізделген қалай жұмыс істейді?
   • Жауап: Гидравликалық көтергіш Паскаль принципін қолданады. Кішкентай поршеньге аз күш түскенде, ол сұйықтықта қысым тудырады. Бұл қысым сұйықтық бойымен өзгермей беріледі, үлкен поршеньге әлдеқайда үлкен күш түсіреді, бұл көтергіштің ауыр заттарды салыстырмалы түрде аз күш жұмсап көтеруіне мүмкіндік береді.
5. Қалқыту күші дегеніміз не және ол сұйықтық статикасымен қалай байланысты?
   • Жауап: Қалқыту күші - сұйықтықтың кез келген батырылған затқа әсер ететін жоғары қарай бағытталған күші. Архимед принципіне сәйкес, затқа әсер ететін қағу күші зат ығыстырған сұйықтықтың салмағына тең.
6. Неліктен заттар сұйықтықтарда қалқып немесе батып кетеді?
   • Жауап: Нысанның қалқып жүруі немесе батуы қағу күші мен нысанның салмағы арасындағы байланысқа байланысты. Егер қағу күші (ығыстырылған сұйықтыққа байланысты) нысанның салмағынан үлкен болса, ол қалқып жүреді. Егер нысанның салмағы үлкен болса, ол батады.
7. Гидростатикалық қысым ұғымы дегеніміз не?
   • Жауап: Гидростатикалық қысым - бұл тыныштықтағы сұйықтықтың ауырлық күшінің әсерінен түсіретін қысымы. Ол сұйықтықтағы тереңдікпен сызықтық түрде артады және былай есептеледі P=P₀مور+ρgh, мұндағы P₀مور бетіндегі қысым болып табылады, $\rho$ сұйықтық тығыздығы, $g$ гравитациялық үдеу болып табылады, және $h$ тереңдігі болып табылады.
8. Атмосфералық қысым сұйықтық статикасымен қалай байланысты?
   • Жауап: Атмосфераны сұйықтық деп санауға болады. Атмосфералық қысым - белгілі бір нүктенің үстіндегі ауа салмағының қысымы. Ол биіктікпен төмендейді, бұл сұйықтық бағанында жоғары қарай қозғалған кезде сұйықтықтағы қысымның төмендеуіне ұқсас.
9. Статикалық сұйықтықтың қысымының таралуында ыдыстың пішіні қандай рөл атқарады?
   • Жауап: Сұйықтық статикасында берілген тереңдіктегі қысым тек сол тереңдіктен жоғары сұйықтық бағанының биіктігіне байланысты, ыдыстың пішініне емес. Осылайша, белгілі бір тереңдіктегі қысым ыдыстың пішініне қарамастан бірдей болады.
10. Гидростатикалық парадокстың маңызы неде?

• Жауап: Гидростатикалық парадокс сұйықтық статикасында статикалық сұйықтықтың ыдыстың түбіне әсер ететін күші тек сұйықтық бағанының биіктігіне байланысты екенін, оның көлеміне немесе ыдыстың пішініне емес екенін көрсетеді. Осылайша, бірдей сұйықтық биіктігі бар өте әртүрлі ыдыстар, тіпті оларда әртүрлі мөлшерде сұйықтық болса да, түбінде бірдей қысым жасайды.