Статика на флуиди – проблеми и решенија

Статика на флуиди – проблеми и решенија

Течен притисок

1. Што е d?разликата помеѓу хидростатскиот притисок на крвтаn мозокот и табанотs of стапалата на лице чија висина е 165 см (да претпоставиме дека Густина од крв = 1.0 × 10³ kg / m³, забрзување поради гравитацијата = 10m/s²)

Познато:

Висина (в) = 165 см = 165/100 м = 1.65 метри

Густина на крвта (ρ) = 1.0 × 10³ kg / m³

Забрзување поради гравитација (g) = 10 m/s²

Сакаше: течен притисок

Решение:

P = ρgh

P = (1.0 × 10³)(10)(1.65)

P = (1.0 × 10⁴) (1.65)

P = 1.65 x 10⁴ N / m²

U-цевка

2. Цевката AU првично е исполнета со вода, наместо со масло, како што е прикажано на сликата подолу. Густината на водата е 1000 kg/m³Ако висината на маслото е 8 см, а висината на водата е 5 см, која е густината на маслото?

Познато:

Густина на водата = 1000 кг.м^-3

Висината на водата (ч₂) = 5 см

Висината на маслото (h₁) = 8 см

Барани: густина на масло

Решение:

ρ₁ gh₁ =ρ₂ gh₂

ρ₁ h₁ =ρ₂ h₂

(1000)(5) = (ρ₂) (8)

5000 = (ρ₂) (8)

ρ₂ = 625 кг.м^-3

3. AU цевката прво беше наполнета со керозин, а потоа додадена вода. Ако маса на керозинот е 0.8 грама/см³ и густина на вода е 1 грам/см³ а површината на пресекот е 1.25 см². Определете колку треба да се додаде вода, така што висинска разлика на површината на керозинот е 15 см

А. 9 мл

Б. 12 мл

C. 15 мл

Д. 18 мл

Познато:

Густина на керозин (ρ₁) = 0.8 грама/см³

Густина на водата (ρ₂) = 1 грама/см³

Пресечна површина на цевкатаe = 1.25 см²

Висинската разлика на површината на керозинот (h₁) = 15 см

Барани: Волумен на вода

Решение:

Висината на водата (ч₂):

ρ₁ gh₁ = ρ₂ gh₂

(0,8)(15)(1)(h₂)

h₂ = 12 см

Волумен на вода:

V = (Пресечна површина на цевкатаe)(висина на водата)

V = (1.25 см²)(12 см)

V=15cm³

1 литри = 1 dm³ = 10³ cm³

1 милилитар = 10^-3 литарs = (10^-3) (10³) цм³ = 1 см³

Волуменот на вода е 15 см³ = 15 милилитри

Точниот одговор е C.

4. Цевка U исполнета со вода со густина од 1000 kg/m³Една колона од цевка U исполнета со глицерин со густина од 1200 kg/m³Ако висината на глицеринот е 4 см, одредете ја висинската разлика на обете колони на цевката.

A. 0.8 см

Б. 4 см

C. 8 см

D. 12 cm

Познато:

Густина на водата (ρ₁) = 1000 кг/м³

Густина на глицерин (ρ₂) = 1200 кг/м³

Висина на глицерин (ч₂) = 4 см

Сакаше: Разликата во висината на обете столбови на цевката.

Решение:

Висината на столбот на цевката (h₁):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(1000)(ч₁) = (1200)(4)

(1000)(ч₁) = 4800

h₁ = 4.8 см

Разликата во висината на обете столбови на цевката U = h₁ - ж₂ = 4.8 см – 4 см = 0.8 см

Точен одговор е А.

5. Цевка Имате двата краја се отворени исполнети со вода со маса of 1 g / cm³Пресечната површина по должината на цевката е иста, односно 1 см²Некој дува on едниот крај од основата на цевката, така што површина на водата на другата нога се искачува 10 см од првобитната положба. Ако на забрзување поради гравитацијата is 10 m/s2 потоа утврди силата дејствуваше со тоа лице.

A. 20 килодини

Б. 10 килодини

C. 2 килодини

D. 1 килодин

Познато:

Променете ги сите единици во Меѓународниот систем.

Густина на водата (ρ₁) = 1 гр/см³ = 10^-3 кг / 10^-6 m³ = 10³ kg / m³

Пресечна површина на цевката (A) = 1 см² = 10^-4 m²

Промената на столбот на цевката (h) = 10 cm = 1 dm = 10^-1 m

Забрзување поради гравитација (g) = 10 ms^-2 = 10¹ Госпоѓица^-2

Волумен на преместена вода (V) = (A)(h) = (1 cm²)(10 см) = 10 см³ = (10¹) (10^-6 m³) = 10^-5 m³

Барани: Сила (F) дејствувана од лицето.

Решение:

Силата што дејствувала од тоа лице = тежина на вода со висина од 10 см

F = w

F = mg —–> Равенка на густина: m = ρV

F = ρ V g

F = (10³) (10^-5) (10¹)

F = (10⁴) (10^-5)

F = 10 година^-1 Њутн —–> 1 Њутн = 10⁵ дина

F = (10^-1) (10⁵ дина)

F = 10 година⁴ дина

F = 10 килодини

Точниот одговор е Б.

6. Цевка во облик на Y се вметнува наопаку, така што левото и десното стапало се потопуваат во два вида течност. Откако двете стапала ќе се потопат во течноста, горниот дел од Y цевката се затвора со прстот и се влече нагоре, така што двете нозе од Y цевката се полнат со колона од различни течности со висока густина. Ако густината на првата течност е 0.80 грам.см^-3 и втората густина is 0.75 грама/см^-3, а долната течна колона е 8 cm, тогаш утврди разликата во висината помеѓу двете течни колони на U-пипкатаe.

A. 1.0666 см

Б. 0.9375 см

C. 0.3533 см

D. 0.5333 cm

Познато:

Густина на првата течност (ρ₁) = 0,80 грама.см^-3

Густина на втората течност (ρ₂) = 0,75 грама.см^-3

Висината на долната течност (h₁) = 8 см

Барани: TРазликата во висината помеѓу двете течни колони на U-пипкатаe

Решение:

Tвисината на повисоки течности (h₂):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(0.80)(8) = (0.75)(ч₂)

6.4 = 0.75 (ч₂)

h₂ = 6.4/0.75

h₂ = 8.5 см

Висинската разлика на течностите = h₂ - ж₁ = 8.5333 см – 8 см = 0.5333 см

Точниот одговор е Д.

Пловна сила

7. Камен со волумен од 0.5 м³ сместен во течност со густина од 1.5 g cm^-3Забрзувањето поради гравитацијата е 10 ms^-2Што е силата на пловење?

Познато:

Волумен на камен (V) = 0.5 м³

Густина на водата (ρ) = 1.5 g cm^-3 = 1500 kg m^-3

Забрзување поради гравитација (g) = 10 ms^-2

Сакаше: пловна сила (F_A)

Решение:

Равенката на пловната сила:

F_A = ρ g V = (1500 kg m^-3)(10 ms^-2)(0.5 м³) = 7500 кг м/с² = 7500 Њутн

Плови

8. Блок мраз плови во морето како што е прикажано на сликата подолу. Густината на морето е 1.2 грама см.^-3 а густината на мразот е 0.9 g c^-3Волуменот на мраз во морската вода = ……. x волуменот на мраз во воздухот.

Познато:

Густина на морето (ρ_море) = 1.2 грама см^-3

Густина на мраз (ρ_мраз) = 0.9 гр c^-3

Сакаше: Волуменот на мраз во морската вода = ……. x волуменот на мраз во воздухот.

Решение:

Волуменот на мраз во морето = 0.75

Волуменот на мраз во воздухот = 0.25

Волуменот на мраз во морската вода = 3 пати поголем од волуменот на мраз во воздухот (3 x 0.25 = 0.75).

9. Предмет лебди во течност каде што 2/3 од предметот се во течноста. Ако густината на предметот е 0.6 gr cm³, тогаш која е густината на водата.

Познато:

Делот од предметот во течност = 2/3

Густина на објектот = 0.6 g cm³ = 600 kg m³

Сакаше: густината на течноста (x)

Решение:

Густината на течноста е 900 кг м³

10. Дрвото плови во вода, каде што 3/5 од дрвото е во водата. Ако густината на водата е 1 × 10³ kg / m³, која е густината на дрвото?

Познато:

Дел од предметот во вода = 3/5

Густина на водата = 1×10³ kg / m³ = 1000 kg/m³

Барани: Густината на дрвото (x)

Решение:

Густината на дрвото е 600 кг/м³ = 6 х 10² kg / m³

1. Што е статика на флуиди?
   • Одговор: Статиката на флуиди, исто така позната како хидростатика, е гранка на механиката на флуиди што ги проучува флуидите во мирување и силите што ги вршат статичките флуиди врз потопените предмети и ѕидовите на контејнерите.
2. Како се менува притисокот во течност со длабочина?
   • Одговор: Во статичен флуид, притисокот се зголемува линеарно со длабочината поради тежината на флуидниот столб над која било дадена длабочина. Промената на притисокот со длабочината е дадена со $\Delta P=\rho gh$, Каде што $\rho$ е густината на течноста, $g$ е гравитационото забрзување, и $h$ е длабочината.
3. Кој е Паскаловиот принцип?
   • Одговор: Паскаловиот принцип вели дека промената на притисокот применет на затворена течност се пренесува ненамалено на сите делови од течноста и на ѕидовите на нејзиниот сад.
4. Како работи хидрауличниот лифт врз основа на принципите на статика на флуиди?
   • Одговор: Хидрауличниот лифт го користи Паскаловиот принцип. Кога мала сила се применува на мал клип, таа создава притисок во флуидот. Овој притисок се пренесува ненамален низ целиот флуид, при што врши многу поголема сила на поголем клип, овозможувајќи му на лифтот да крева тешки предмети со релативно мал напор.
5. Што е пловна сила и како е поврзана со статиката на флуидите?
   • Одговор: Пловната сила е силата насочена нагоре што ја врши флуид врз кој било потопен предмет. Според Архимедовиот принцип, пловната сила врз предметот е еднаква на тежината на флуидот поместен од предметот.
6. Зошто предметите лебдат или потонуваат во течности?
   • Одговор: Дали некој предмет лебди или тоне зависи од односот помеѓу силата на пловење и тежината на предметот. Ако силата на пловење (поради поместената течност) е поголема од тежината на предметот, тој ќе лебди. Ако тежината на предметот е поголема, тој ќе потоне.
7. Што е концептот на хидростатички притисок?
   • Одговор: Хидростатскиот притисок е притисокот што го врши флуидот во мирување поради силата на гравитацијата. Тој се зголемува линеарно со длабочината во флуидот и се пресметува како P=P₀​+ρgh, Каде што P₀​ е притисокот на површината, $\rho$ е густината на течноста, $g$ е гравитационото забрзување, и $h$ е длабочината.
8. Како е поврзан атмосферскиот притисок со статиката на флуидите?
   • Одговор: Атмосферата може да се смета за флуид. Атмосферскиот притисок е притисокот што го врши тежината на воздухот над дадена точка. Тој се намалува со надморска височина, слично на тоа како притисокот во течноста се намалува кога се движиме нагоре во колоната на флуидот.
9. Каква улога игра обликот на садот во распределбата на притисокот на статичната течност во него?
   • Одговор: Во статиката на флуидите, притисокот на дадена длабочина зависи само од висината на флуидниот столб над таа длабочина, а не од обликот на садот. Според тоа, притисокот на одредена длабочина е ист без оглед на обликот на садот.
10. Кое е значењето на хидростатскиот парадокс?

• Одговор: Хидростатскиот парадокс истакнува дека во статиката на флуидите, силата што ја врши статичната течност на дното на садот зависи само од висината на колоната на флуидот, а не од нејзиниот волумен или обликот на садот. Така, многу различни садови со иста висина на флуидот вршат ист притисок на нивната основа, дури и ако содржат различни количини на флуид.