Beispill vu Froen zu Fluiddynamik

24 Beispiller vu Froen zur Fluiddynamik

Torriceli säin Theorem

1. Eng grouss Wann mat Waasser gefëllt an en Hahn, wéi op der Foto gewisen. Wann g = 10 ms ^-2 ass, dann ass d'Geschwindegkeet vum Waasserspray vum Hahn...

A. 3 ms^-1  

B. 8 ms ^-1

C. 9 ms ^-1

D. 30 ms ^-1

E. 900 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

Héicht (h) = 85 cm – 40 cm = 45 cm = 0,45 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro : Geschwindegkeet vum Waassersprëtz aus dem Krunn (v)

Äntwert :

Den Torricelli-Theorem seet, datt d'Geschwindegkeet vum Waasser, dat duerch e Lach an enger Distanz h vun der Waasseruewerfläch sprëtzt, déiselwecht ass wéi d'Geschwindegkeet vum Waasser, dat fräi vun enger Héicht h fällt.

D'Geschwindegkeet vum Waasserspray gëtt mat der Formel fir fräi Fallbewegung v _t ² = 2 gh berechent.

v _t ² = 2 gh = 2(10)(0,45) = 9

v _t = √9 = 3 m/s

Déi richteg Äntwert ass A.

2. E Waassertank huet e Lach an der Mauer (kuckt d'Bild). D'Geschwindegkeet vum Waasser, wann et aus dem Lach erauskënnt, ass… (g = 10 ms ^-2 )

A. 12 ms^-1

B. 10 ms ^-1

C. 6 ms ^-1

D. 5 ms ^-1

E. 2 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

Héicht (h) = 1,5 m – 0,25 m = 1,25 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro : D'Geschwindegkeet vum Waasser wann et aus dem Lach erauskënnt (v)

Äntwert :

v _t ² = 2 gh = 2(10)(1,25) = 25

v _t = √25 = 5 m/s

Déi richteg Äntwert ass D.

3. E Reservoir enthält Waasser, dat 1 Meter héich ass (g = 10 ms ^-2 ) an et gëtt e Lach an der Mauer (kuckt d'Bild). D'Geschwindegkeet vum Waasser, dat aus dem Lach erauskënnt, ass...

A. 1 ms^-1

B. 2 ms ^-1

C. 4 ms ^-1

D. 8 ms ^-1

E. 10 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

Héicht (h) = 1 m – 0,20 m = 0,8 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro : D'Geschwindegkeet vum Waasser wann et aus dem Lach erauskënnt (v)

Äntwert :

v _t ² = 2 gh = 2(10)(0,8) = 16

v _t = √16 = 4 m/s

Déi richteg Äntwert ass D.

4. En Zylinder ass mat enger idealer Flëssegkeet gefëllt. E klengt Lach (vill méi kleng wéi de Volumen vum Zylinder) ass op senger Mauer, 20 cm vun uewen, wouduerch d'Flëssegkeet erauslafe kann (wéi an der Figur gewisen). Wat ass d'Geschwindegkeet vum Waasserstrahl aus dem klenge Lach?

A. 1,0 ms^-1

B. 2,0 ms ^–1

C. 3,0 ms ^–1

D. 5,0 ms ^–1

E. 5,5 ms ^–1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Distanz vum Lach vun der Uewerfläch (h) = 20 cm = 0,2 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro: Wéi séier geet de Waasserstraal aus dem klenge Lach?

Äntwert:

Den Torriceli-Theorem seet, datt d'Geschwindegkeet vum Waasserstrahl aus engem Lach déiselwecht ass wéi d'Geschwindegkeet vum Waasser, dat fräi vun enger Héicht h fällt. Mathematesch:

Déi richteg Äntwert ass B.

5. E Waassertank huet e groussen Duerchschnëtt, mat engem klenge Lach bei A. D'Geschwindegkeet vum Waasser, dat aus dem Lach A erauskënnt, ass...

A. direkt proportional zu h

B. ass direkt proportional zu _h1

C. ass direkt proportional zu √h

D. ass direkt proportional zu _h₂

E. ass direkt proportional zu ( _h1 – _h2 )

Diskussioun

Bernoulli-Equatioun:

P1 ₊ 1/2 ρ v1/ ₂ ⁺ ρ gh1 ₌ P2 ₊ 1/2 ρ v2/ ₂ ⁺ ρ _gh2

Beschreiwung: P1 ₌ Drock 1, v1 ₌ Geschwindegkeet 1, h1 = Héicht ₁ , ρ = Dicht, g = Gravitatiounsbeschleunigung, P2 ₌ Drock 2, v2 ₌ Geschwindegkeet 2, h2 ₌ Héicht 2

Dës Equatioun kann benotzt ginn, fir eng Equatioun ofzeleeden, fir d'Geschwindegkeet vum Waasser ze berechnen, dat aus dem Lach A erauskënnt. Wann den Deckel vum Tank op ass, dann ass P1 ₌ den Loftdrock iwwer der Waasseruewerfläch. Wann et e klengt Lach um Punkt A gëtt, dann ass P2 ₌ den Loftdrock baussent dem klenge Lach. Den Loftdrock iergendwou an der Géigend vum Tank muss dee selwechte sinn, dofir ass P1 ₌ P2 _. Dofir kënnen P1 _an P2 _aus der Bernoulli-Equatioun ausgeschloss ginn.

1/2 ρ v ₁ ² + ρ gh ₁ = 1/2 ρ v ₂ ² + ρ gh ₂

D'Lach an A ass kleng, sou datt d'Waasser, dat duerch d'Lach erauskënnt, eng grouss Geschwindegkeet huet. Am Géigendeel ass d'Uewerfläch vun der Wanne grouss, sou datt d'Geschwindegkeet vum Waasserniveau-Senkung kleng ass. Dofir geet de Wäert vu v² _op Null zou, sou datt 1/2 ρ v² _/ ² aus der Equatioun eliminéiert gëtt.

Beschreiwung: v ₁ = Geschwindegkeet vum Waasser, dat aus Lach A kënnt, g = Schwéierkraaftbeschleunigung = 9,8 m/s ² , h = Distanz tëscht Lach A an der Waasseruewerfläch.

Déi richteg Äntwert ass C.

6. E Rouer enthält eng ideal Flëssegkeet. An der Mauer sinn zwou kleng Lächer (vill méi kleng wéi de Querschnitt vum Rouer), sou datt d'Flëssegkeet eraussprëtzt (wéi op der Foto ze gesinn). D'Verhältnes tëscht x ₁ an x _​​2 ass…..

A. 2: 3

B. 3 : 5

C. 2:5

D. 4 : 5

E. 3 : 4

Diskussioun

Als éischt, berechent d'Geschwindegkeet vum Waasser, dat d'Röhre verléisst. Den Torriceli-Theorem seet, datt d' Geschwindegkeet vum Waasser, dat d'Röhre verléisst, déiselwecht ass wéi d'Geschwindegkeet vum Waasser, wann et fräi vun enger Héicht fällt, wou h1 ₌ 20 cm = 0,2 Meter an h2 ₌ 50 cm = 0,5 Meter.

Déi richteg Äntwert ass D.

Kontinuitéitsgläichung

7. Waasser fléisst vu Päif A op Päif B a weider op Päif C. D'Verhältnes vun der Querschnittsfläch vun A zu der Querschnittsfläch vu C ass 8:3. Wann d'Duerchflussquote a Päif A gläich v ass, dann ass d'Duerchflussquote a Päif C...

A. 3/8 v

B. V.

C. 8/3 v.

D. 3 v

E. 8 v

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Querschnittsfläche A (A _A ) = 8

Querschnittsfläche C (A _C ) = 3

Duerchflussrate am Rouer A (v _A ) = v

Fro: Duerchflussquote a Päif C (v _C )

Äntwert:

Formel fir d'Kontinuitéitsgläichung:

A _A v _A = _AC v _C

8 V = 3 V _C

v _C = 8/3 v

Déi richteg Äntwert ass C.

8. E Rouer mat engem Duerchmiesser vun 12 cm gëtt un engem Enn op en Duerchmiesser vun 8 cm méi enk. Wann d'Stroumgeschwindegkeet am Deel vum Rouer mat dem groussen Duerchmiesser 10 cm/s ass, dann ass d'Stroumgeschwindegkeet um klengen Enn…..

A. 22,5 cm/s

B. 4,4 cm/s

Ongeféier 2,25 cm/s

D. 0,44 cm/s

O. 0,225 cm/s

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Duerchmiesser 1 (d² ₎ = 12 cm, Radius 1 ( _r² ) = 6 cm

Duerchmiesser 2 (d² ₎ = 8 cm, Radius 2 ( _r² ) = 4 cm

Duerchflussrate 1 (v ₁ ) = 10 cm/s

Gewënscht: Duerchflussquote 2 (v ₂ )

Äntwert:

Querschnittfläche 1 (A ₁ ) = π r ² = π 6 ² = 36π cm ²

Querschnittfläche 2 (A ₂ ) = π r ² = π 4 ² = 16π cm ²

Flëssegkeetskontinuitéitsgläichung:

A ₁ géint ₁ = A ₂ géint ₂

(36π)(10) = (16π) v ₂

(36)(10) = (16) géint ₂

360 = (16) géint ₂

v2 = _360/16

v2 = 22,5 cm/ _s

Déi richteg Äntwert ass A.

9. Eng Flëssegkeet fléisst duerch e Rouer, wéi an der folgender Figur gewisen. Wann d'Querschnittsfläch A1 ₌ 8 cm2 ^, A2 ₌ 2 cm2 ^an d'Geschwindegkeet vun der Flëssegkeet v2 _{= 2 m/s ass, dann ass} d'Gréisst vu v1 ...

A. 0,5 ms^-1

B. 1,0 ms ^-1

C. 1,5 ms ^-1

D. 2,0 ms ^-1

E. 2,5 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

Querschnittsfläche 1 (A1 ₎ = 8 ^cm2

Querschnittsfläche 2 (A2 ₎ = 2 ^cm2

D'Geschwindegkeet vun der Flëssegkeet am Querschnitt 2 (v² ₎ = 2 m/s

Gewënscht : Geschwindegkeet vun der Flëssegkeet bei Querschnitt 1 (v ₁ )

Äntwert :

Flëssegkeetskontinuitéitsgläichung :

A ₁ géint ₁ = A ₂ géint ₂

8 géint ₁ = (2)(2)

8 géint ₁ = 4

v ₁ = 4 / 8 = 0,5 m/s

Déi richteg Äntwert ass A.

10. Kuckt Iech d'Bild un! Wann den Duerchmiesser vum grousse Querschnëtt duebel sou grouss ass wéi den Duerchmiesser vum klenge Querschnëtt, dann ass d'Flëssegkeetsvitesse am klenge Rouer ….

A. 01 ms^-1

B. 04 ms ⁻¹

C. 08 ms ⁻¹

D. 16 ms ⁻¹

E. 20 ms ⁻¹

Diskussioun

Et ass bekannt, datt :

Groussen Duerchmiesser vum Querschnitt (d1 ₎ = 2

Radius vum grousse Querschnëtt (r1 ₎ = ½ d1 ₌ ½ (2) = 1

Grouss Querschnittfläch ( A ₁ ) = π r ₁ ² = π (1) ² = π (1) = π

Klengen Duerchmiesser vum Querschnitt (d² ₎ = 1

Klenge Querschnittsradius (r² ₎ = ½ d² ₌ ½ (1) = ½

Kleng Querschnittfläch ( A ₂ ) = π r ₂ ² = π (1/2) ² = π (1/4) = ¼ π

Flëssegkeetsstroumgeschwindegkeet bei groussem Querschnëtt ( v1 ) ₌ 4 m/s

Fro : Flëssegkeetsstroumgeschwindegkeet bei engem klenge Querschnitt ( v ₂ )

Äntwert :

Flëssegkeetskontinuitéitsgläichung :

A ₁ géint ₁ = A ₂ géint ₂

π₁ = ¼ π ( _v₂ )

4 = ¼ ( _v2 )

v² ₌ 8 m/s

Déi richteg Äntwert ass C.

Bernoulli-Prinzip a Gleichung

11. Déi folgend Ausso bezitt sech op d'Liftkraaft vun engem Fliger, nämlech...

A. Den Loftdrock iwwer dem Flillek ass méi grouss wéi den Loftdrock ënner dem Flillek.

B. Den Loftdrock ënnert de Flilleken beaflosst den Ophiewungsniveau vum Fliger net.

C. D'Geschwindegkeet vum Loftstroum iwwer dem Flillek ass méi grouss wéi d'Geschwindegkeet vum Loftstroum ënner dem Flillek.

D. D'Geschwindegkeet vum Loftstroum iwwer dem Flillek ass méi kleng wéi d'Geschwindegkeet vum Loftstroum ënner dem Flillek.

E. D'Loftstroumgeschwindegkeet beaflosst net den Ophiewungswénkel vum Fliger.

Diskussioun

Drockformel: P = F / A, wou P = Drock, F = Kraaft, A = Uewerfläch.

Baséierend op dëser Formel ass den Drock direkt proportional zur Kraaft. Wann den Loftdrock also méi grouss ass, ass d'Loftdréckkraaft och méi grouss. D'Kraaft ass dat, wat Objeten beweegt, net den Drock.

De Bernoulli-Prinzip seet, datt wann d'Loftgeschwindegkeet héich ass, dann ass den Drock niddreg, a wann d'Loftgeschwindegkeet niddreg ass, dann ass den Drock héich.

Fir datt e Fliger hiewe kann, muss de Schub vun der Loft ënnert dem Flillek méi grouss sinn. De Schub ass méi grouss wann den Loftdrock ënnert dem Flillek méi grouss ass. Den Loftdrock ënnert dem Flillek ass méi grouss wann d'Loftgeschwindegkeet ënnert dem Flillek niddreg ass.

Déi richteg Äntwert ass C.

12. Passt op déi folgend Aussoen op!

(1) Hiewkraaft op engem Fliger

(2) hydraulesch Pompel

(3) Moustiquenspray

(4) waarm Loftballone kënnen opfléien

Déi uewe genannte Ausso, där hire Funktionsprinzip um Bernoulli-Gesetz baséiert, ass...

A. (1) an (2)

B. (1) an (3)

C. (2) an (4)

D. (1), (2) an (4)

E. (1), (3) an (4)

Diskussioun

Aussoen, deenen hir Funktionsprinzipien um Bernoulli-Gesetz baséieren, sinn (1) Lift a Fligeren an (3) Moustiquensprëtzer. (2) Hydraulesch Pompelen funktionéieren nom Prinzip vum Pascal-Gesetz. (4) Waarmloftballone kënnen nom Prinzip vum Archimedes-Gesetz (Flotatioun) starten.

Déi richteg Äntwert ass B.

13. Op der Foto gëtt Waasser mat engem Kompressor mat engem Drock vun 120 kPa an dat ënnescht Rouer (1) gepompelt a fléisst mat enger Geschwindegkeet vun 1 ms ^-1 no uewen (g = 10 ms ^-2 an d'Dicht vum Waasser ass 1000 kg.m ^-3 ). Den Waasserdrock am ieweschte Rouer (II) ass….

A. 52,5 kPa

B. 67,5 kPa

C. 80,0 kPa

D. 92,5 kPa

E. 107,5 kPa

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Radius vun der grousser Päif (r1 ₎ = 12 cm

Radius vun engem klenge Rouer (r² ₎ = 6 cm

Waasserdrock an engem grousse Rouer (p1 ₎ = 120 kPa = 120.000 Pascal

Waassergeschwindegkeet an engem grousse Rouer (v1 ₎ = 1 ms ^-1

Héicht vun der grousser Päif (h1 ₎ = 0 m

Héicht vun der klenger Päif (h² ₎ = 2 m

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 ms ^-2

Dicht vum Waasser = 1000 ^kg.m⁻³

Fro: Waasserdrock am Rouer 2 (S. ₂ )

Äntwert:

D'Waassergeschwindegkeet am Rouer 2 gëtt mat der Kontinuitéitsgläichung berechent:

A ₁ géint ₁ = A ₂ géint 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 )

(12 ² )(1 m/s) = (6 ² )(v ₂ )

144 = 36 v ₂

v2 ₌ 144 / 36

v² ₌ 4 m/s

Den Waasserdrock am Rouer 2 gëtt mat der Bernoulli-Gleichung berechent:

14. Déi folgend Ausso iwwer d'Liftkraaft an engem Fliger ass korrekt...

A. Den Loftdrock iwwer dem Flillek ass méi grouss wéi den Loftdrock ënner dem Flillek.

B. Den Loftdrock ënnert de Flilleken beaflosst den Ophiewungsniveau vum Fliger net.

C. D'Geschwindegkeet vum Loftstroum iwwer dem Flillek ass méi grouss wéi d'Geschwindegkeet vum Loftstroum ënner dem Flillek.

D. D'Geschwindegkeet vum Loftstroum iwwer dem Flillek ass méi kleng wéi d'Geschwindegkeet vum Loftstroum ënner dem Flillek.

E. D'Loftstroumgeschwindegkeet beaflosst net den Ophiewungswénkel vum Fliger.

Diskussioun

Vergläicht d'Diskussioun vun der viregter Fro.

Déi richteg Äntwert ass C.

15. Flilleke vu Fligeren sinn esou konzipéiert, datt se maximal no uewen hiewen, wéi an der Figur gewisen. Wann v d'Loftstroumgeschwindegkeet an P den Loftdrock ass, dann ass den Design no dem Bernoulli-Prinzip sou gemaach, datt...

A. v._A > v_B sou datt P_A > P_B

B. v _A > v _B sou datt P _A < P _B

C. v _A < v _B sou datt P _A < P _B

D. v _A < v _B sou datt P _A > P _B

E. v _A > v _B sou datt P _A = P _B

Diskussioun

Fir datt e Flillek no uewen opgehuewe ka ginn, muss den Loftdrock um ënneschten Deel vum Flillek méi grouss sinn wéi den Schub um ieweschten Deel vum Flillek.

D'Schubkraaft ënner dem Flillek ass méi grouss, wann den Loftdrock ënner dem Flillek méi grouss ass.

De Bernoulli-Prinzip seet, datt den Loftdrock ënner dem Flillek grouss ass, wann d'Loftgeschwindegkeet ënner dem Flillek kleng ass.

Also v _A > v _B , sou datt P _A < P _B

Déi richteg Äntwert ass B.

16. Passt op déi folgend Ausso op!

(1) Venturimeter

(2) Moustiquenspray

(3) Barometer

(4) Thermometer

D'Ausso iwwer d'Uwendung vum Bernoulli-Gesetz ass...

A. (1) an (2)

B. (1) an (3)

C. (1) an (4)

D. (2) an (3)

E. (2) an (4)

Diskussioun

Aussoen, deenen hir Funktionsprinzipien um Bernoulli-Gesetz baséieren, sinn (1) e Venturimeter an (2) e Moustiquesprüher. (3) e Barometer, deem säi Funktionsprinzip um hydrostatesche Drock baséiert. (4) e Quecksëlwer- oder Alkoholthermometer, deem säi Funktionsprinzip op der Expansioun baséiert.

Déi richteg Äntwert ass A.

17. Passt op déi folgend Ausso op!

(1) hydraulesch Pompel

(2) Vergaser

(3) Venturimeter

(4) Thermometer

Instrumenter, deenen hire Funktionsprinzip um Bernoulli-Gesetz baséiert, sinn...

A. (1) an (2)

B. (1) an (3)

C. (1) an (4)

D. (2) an (3)

E. (2) an (4)

Diskussioun

Aussoen, deenen hir Funktionsprinzipien um Bernoulli-Gesetz baséieren, sinn (2) Vergaser an (3) Venturimeter. (1) Hydraulikpompelen, deenen hir Funktionsprinzipien um hydrostatesche Drock, dem Pascal-Gesetz, baséieren. (4) Quecksëlwer- oder Alkoholthermometer, deenen hir Funktionsprinzipien op der Expansioun baséieren.

Déi richteg Äntwert ass D.

18. Kuckt Iech dat folgend Bild un!

D'Positioun vum grousse Rouer ass 5 m iwwer dem Buedem an dat klengt Rouer ass 1 m iwwer dem Buedem. D'Geschwindegkeet vum Waasserfloss am grousse Rouer ass 36 km/h ^-1 mat engem Drock vun 9,1 x 10⁻⁶ ^Pa , während den Drock am klenge Rouer 2.10⁻⁶ Pa ass ^, dann ass d' Geschwindegkeet vum Waasser am klenge Rouer…. (Dicht vum Waasser = ^10⁻³ kg.m⁻³ ⁾

A. 10 ms^-1

B. 20 ms ^-1

C. 30 ms ^-1

D. 40 ms ^-1

E. 50 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Waasserdrock an engem grousse Rouer (p1 ₎ = 9,1 x 105 ^Pascal = 910.000 Pascal

Waasserdrock an engem klenge Rouer (p² ₎ = 2 x 10⁻⁶ ^Pascal = 200.000 Pascal

Waassergeschwindegkeet an engem grousse Rouer (v1 ₎ = 36 km/Stonn = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 = 10 m/s

Héicht vun der grousser Päif (h1 ₎ = -4 Meter

Héicht vun der klenger Päif (h² ₎ = 0 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 ms ^-2

Dicht vum Waasser = 1000 ^kg.m⁻³

Fro: D'Geschwindegkeet vum Waasser an engem klenge Rouer (v ₂ )

Äntwert:

D'Waassergeschwindegkeet an engem klenge Rouer (v² ₎ gëtt mat der Bernoulli-Equatioun berechent:

Déi richteg Äntwert ass D.

19. E Rouer mat engem Radius vun 15 cm ass mat engem anere Rouer mat engem Radius vu 5 cm verbonnen. Béid sinn an enger horizontaler Positioun. Wann de Waasserduerchfluss an der grousser Rouer 1 ms ^-1 bei engem Drock vun 10 ⁵ N m ^-2 ass , dann ass den Drock an der klenger Rouer (Waasserdicht 1 g cm ^-3 ) ...

^{A. 10.000} Nm⁻²

^{B. 15.000} Nm⁻²

^C. 30.000 Nm⁻²

^D. 60.000 Nm⁻²

E. 90.000 N ^m⁻²

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Radius vun engem grousse Rouer (r1 ₎ = 15 cm = 0,15 m

Radius vun engem klenge Rouer (r² ₎ = 5 cm = 0,05 m

Waasserdrock an engem grousse Rouer (p1 ^{) =} ₁₀₅ Nm⁻² ⁼ 100.000 Nm⁻²

Waassergeschwindegkeet an engem grousse Rouer (v1 ₎ = 1 ms ^-1

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 ms ^-2

Dicht vum Waasser = 1 gr cm⁻³ ⁼ 1000 kg ^m⁻³

Béid Päifen sinn an enger horizontaler Positioun, sou datt den Ënnerscheed an der Päifhéicht (Δh) = 0 ass.

Fro: Drock am klenge Rouer (S. ₂ )

Äntwert:

D'Waassergeschwindegkeet am Rouer 2 gëtt mat der Kontinuitéitsgläichung berechent:

A ₁ géint ₁ = A ₂ géint ₂

(π r ₁ ² )(v ₁ ) = (π r ₂ ² ) (v ₂ )

(r ₁ ² )(v ₁ ) = (r ₂ ² )(v ₂ )

(0,15 ² )(1 m/s) = (0,05 ² )(v ₂ )

0,0225 = 0,0025 v ₂

v2 ₌ 0,0225 / 0,0025

v² ₌ 9 m/s

Den Drock am klenge Rouer (p² ₎ gëtt mat der Bernoulli-Gleichung berechent:

Déi richteg Äntwert ass D.

Bernoulli säi Prinzip

20. Kuckt Iech d'Bild vun engem Moustiquen-Sprayer am folgende Bild un! P stellt den Drock duer an v stellt d'Duerchflussquote vun der Moustiquen-Flëssegkeet eraus. Fir d'Moustiquen-Flëssegkeet erauszekréien, musst Dir...

A. v._A =v_B an P_A = P dir_B

B. v _A > v _B an P _A > P _B

C. v _A > v _B an P _A < P _B

D. v _A < v _B an P _A > P _B

E. v _A < v _B an P _A < P _B

Diskussioun

v _A > v _B

p _A < p _B

Déi richteg Äntwert ass C.

21. Flilleke vu Fligeren sinn esou konzipéiert, datt se maximal no uewen hiewen, wéi an der Figur gewisen. Wann v d'Loftstroumgeschwindegkeet an P den Loftdrock ass, dann ass den Design no dem Bernoulli-Prinzip sou gemaach, datt...

A. v._A > v_B sou datt P_A > P_B

B. v _A > v _B sou datt P _A < P _B

C. v _A < v _B sou datt P _A < P _B

D. v _A < v _B sou datt P _A > P _B

E. v _A > v _B sou datt P _A = P _B

Diskussioun

Fir datt e Flillek no uewen opgehuewe ka ginn, muss den Loftdrock um ënneschten Deel vum Flillek méi grouss sinn wéi den Schub um ieweschten Deel vum Flillek.

Den Drock op der Ënnersäit vum Flillek ass méi grouss, wann den Loftdrock op der Ënnersäit vum Flillek méi grouss ass. P = F/A, woubei den Drock P direkt proportional zu F ass. Wat méi grouss den Drock ass, wat méi grouss d'Kraaft ass.

De Bernoulli-Prinzip seet, datt den Loftdrock ënner dem Flillek grouss ass, wann d'Loftgeschwindegkeet ënner dem Flillek kleng ass.

Also v _A > v _B , sou datt P _A < P _B

Déi richteg Äntwert ass B.

Torriceli

22. En 100 cm héije Waassertank ass komplett mat Waasser gefëllt. E Lach Q ass 10 cm iwwer der Buedemuewerfläch. Den horizontalen Ofstand vum Waasserstral (x) ass…

A. 0,2 m

B. 0,3 m

C. 0,6 m

D. 0,9 m

E. 1,0 m

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Distanz vum Lach vun der Waasseruewerfläch (h) = 100 cm – 10 cm = 90 cm = 0,9 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro: Horizontal Waasserstrahldistanz (x)

Äntwert:

D'Geschwindegkeet vum Waasser, dat aus dem Lach erauskënnt

Den Torriceli-Theorem seet, datt d'Geschwindegkeet vum Waasserstral, deen aus dem Lach kënnt, déiselwecht ass wéi d'Geschwindegkeet vum Waasser, dat fräi vun enger Héicht h fällt. Mathematesch:

Beschreiwung: v = Geschwindegkeet, g = Gravitatiounsbeschleunigung, h = Distanz vum Lach vun der Waasseruewerfläch

D'Geschwindegkeet vum Waasserstrahl, deen aus dem Lach erauskënnt:

Den Zäitintervall, bis d'Waasser d'Uewerfläch vum Buedem erreecht

D'Beweegung vum Waasser vum Lach bis et de Buedem erreecht ass parabolesch Bewegung, wou d'Trajektorie wéi am Bild op der Säit gewisen ass. Parabolesch Bewegung gëtt als aus zwou Aarte vu Bewegung ugesinn, nämlech vertikal an horizontal Bewegung. Horizontal Bewegung gëtt analyséiert als gläichméisseg linear Bewegung an d'Bewegung an der vertikaler Richtung gëtt an dësem Fall analyséiert als fräie Fallbewegung.

Als éischt, berechent den Zäitintervall, an deem d'Waasser an der Loft ass, mat der Formel fir fräit Fall.

Et ass bekannt, datt:

Lachhéicht (y) = 10 cm = 0,1 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Gefrot: Zäitintervall (t)

Äntwert:

y = 1/2 ^gt²

0,1 = 1/2 (10) ^t²

0,1 = 5 ^t²

t2 = 0,1 / ⁵

t2 = ^0,02

t = √0,02 Sekonnen

Horizontal Distanz (x)

Et ass bekannt, datt:

Ufanksgeschwindegkeet (v _o = v _ox ) = 3 √2 m/s

Zäitintervall (t) vum Waasser an der Loft = √0,02 Sekonnen

Fro: Horizontal Distanz (x)

Äntwert:

v = x / t

x = vt = (3 √2) ( √0,02) = (3)(1,41)(0,14) = 0,59 = 0,6 Meter

Déi richteg Äntwert ass C.

23. Kuckt Iech dat folgend Bild un!

En Tank enthält Waasser bis zu enger Héicht vun 1 m. Um Punkt P an der Tankwand ass e ganz klengt Lach, sou datt d'Geschwindegkeet vum erauskommende Waasser ... ass (g = 10 ms ^-2 )

A. 5 ms^-1

B. 4 ms ^-1

C. 2,5 ms ^-1

D. 2 ms ^-1

E. 1,5 ms ^-1

Diskussioun

Et ass bekannt, datt:

Distanz vum Lach vun der Waasseruewerfläch (h) = 100 cm – 80 cm = 20 cm = 0,2 Meter

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Fro: Geschwindegkeet vum erauskommende Waasser (v)

Äntwert:

D'Geschwindegkeet vum Waasserstrahl, deen aus dem Lach erauskënnt:

Déi richteg Äntwert ass D.

Venturimeter

24. De gréisseren Deel vum Venturimeterrouer huet eng Querschnittsfläch A₁ = 6 cm (ép² an de méi klenge Päifsektioun huet eng Querschnittsfläch A₂ = 5 cm (ép²D'Geschwindegkeet vum Waasser, dat an de Venturimeterrouer erakënnt, ass... h = 20 cm, g = 10 m/s².
A. 2 m/s
B. 3 m/s
Ongeféier 4 m/s
D. 5 m/s
O. 6 m/s
Diskussioun:

Déi richteg Äntwert ass B.

 

Quell vun der Fro:

Froen zur nationaler Physikprüfung fir de Lycée/Beruffslycée