Statika tal-fluwidi – problemi u soluzzjonijiet

Statika tal-fluwidi – problemi u soluzzjonijiet

Pressjoni tal-likwidu

1. X'inhi d- differenza bejn il-pressjoni idrostatika tad-demm bejn il- moħħ u l-qiegħ tas - saqajn ta' persuna li għandha t-tul tagħha ta' 165 ċm (ejja ngħidu li d- densità tad-demm hija = 1.0 × 10³ ^kg /m³ ^, l -aċċelerazzjoni minħabba l-gravità hija = 10 m/s² ⁾?

Magħruf:

Għoli (h) = 165 ċm = 165/100 m = 1.65 metri

Densità tad-demm (ρ) = 1.0 × 10³ ^kg / ^m³

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Mfittxija: pressjoni likwida

Soluzzjoni:

P = ρgh

P = (1.0 × 10³ ⁾ (10)(1.65)

P = (1.0 × 10⁴ ⁾ (1.65)

P = 1.65 x 10⁴ ^N / ^m²

Pajp U

2. Pajp wieħed inizjalment jimtela bl-ilma minflok pajp wieħed mimli biż-żejt, kif muri fil-figura t'hawn taħt. Id-densità tal-ilma hija 1000 kg/m3 ^. Jekk l-għoli taż-żejt huwa 8 ċm u l-għoli tal-ilma huwa 5 ċm, x'inhi d-densità taż-żejt?

Magħruf:

Densità tal-ilma = 1000 kg.m ^-3

L-għoli tal-ilma (h2 ₎ = 5 ċm

L-għoli taż-żejt (h1 ₎ = 8 ċm

Meħtieġa: densità taż-żejt

Soluzzjoni:

ρ1 _gh1 = _{ρ2 gh2}​_​​

ρ1h1 = _ρ2h2​​_​​_​

(1000)(5) = (ρ2 ₎ (8)

5000 = (ρ2 ₎ (8)

ρ2 = 625 kg.m _- ³

3. Pajp A l-ewwel imtela bil-pitrolju imbagħad żdiedlu l-ilma. Jekk il- massa tal -pitrolju hija 0.8 grammi/cm3 ^u d- densità tal-ilma hija 1 gramma/cm3 ^u l-erja tas-sezzjoni trasversali hija 1.25 cm2 ^, iddetermina kemm għandu jiżdied ilma sabiex id- differenza fl-għoli tal- wiċċ tal-pitrolju tkun ta' 15-il ċm.

A. 9 ml

B. 12 ml

Ċ. 15 ml

D. 18 ml

Magħruf:

Densità tal-pitrolju (ρ1 ₎ = 0.8 grammi/ ^cm3

Densità tal-ilma (ρ2 ₎ = 1 gramma/ ^cm3

Żona sezzjonali tal-pajp e = 1.25 ^ċm2

Id-differenza fl-għoli tal-wiċċ tal-pitrolju (h1 ₎ = 15 ċm

Meħtieġ: Volum ta' ilma

Soluzzjoni:

L-għoli tal-ilma (h2 ₎ :

ρ1 _gh1 = _{ρ2 gh2}​_​​

(0,8)(15)(1)( _h² )

h2 = 12 _ċm

Volum ta' ilma:

V = ( Żona sezzjonali tal-pajp e ) (għoli tal-ilma)

V = (1.25 ċm² ⁾ (12 ċm)

V = 15 ^ċm³

1 litru = ^{1 dm³} = ^10³ cm³

1 millilitru = 10-3 ^litri s = ( ^10-3 )(10³ ⁾ ċm³ ⁼ 1 ^ċm³

Il-volum tal-ilma huwa 15 cm3 ⁼ 15 millilitri

It-tweġiba t-tajba hija C.

4. Pajp U mimli bl-ilma b'densità ta' 1000 kg/m3 ^. Kolonna waħda ta' pajp U mimlija bil-gliċerina b'densità ta' 1200 kg/m3 ^. Jekk l-għoli tal-gliċerina huwa ta' 4 ċm, iddetermina d-differenza fl-għoli taż-żewġ kolonni tal-pajp.

A. 0.8 ċm

B. 4 ċm

Ċ. 8 ċm

D. 12 ċm

Magħruf:

Densità tal-ilma (ρ1 ₎ = 1000 kg/ ^m3

Densità tal-gliċerina (ρ2 ₎ = 1200 kg/ ^m3

Għoli tal-gliċerina (h2 ₎ = 4 ċm

Meħtieġa: Id-differenza fl-għoli taż-żewġ kolonni tal-pajp.

Soluzzjoni:

L-għoli tal-kolonna tal-pajp (h1 ₎ :

ρ1h1 = _ρ2h2​​_​​_​

(1000)(h1 ₎ = (1200)(4)

(1000)(h1 ₎ = 4800

h ₁ = 4.8 ċm

Id-differenza fl-għoli taż-żewġ kolonni tal-pajp U = h1 _– h2 ₌ 4.8 ċm – 4 ċm = 0.8 ċm

It-tweġiba t-tajba hija A.

5. Pajp U għandu żewġt itruf miftuħa mimlija bl-ilma b'massa ta' 1 g/cm3 ^. L-erja sezzjonali tul il-pajp hija l-istess, jiġifieri 1 cm2 ^. Xi ħadd jonfoħ fuq tarf wieħed tas-sieq tal-pajp sabiex il- wiċċ tal -ilma fis-sieq l-oħra jogħla 10 cm mill-pożizzjoni oriġinali tiegħu. Jekk l- aċċelerazzjoni minħabba l-gravità hija 10 m/s2 allura ddetermina l-forza li aġixxiet dik il -persuna.

A. 20 kilodina

B. 10 kilodini

Ċ. 2 kilodini

D. 1 kilodina

Magħruf:

Ibdel l-unitajiet kollha għas-sistema Internazzjonali.

Densità tal-ilma (ρ1 ₎ = 1 gr/cm3 ^{= 10⁻³} kg ^/ 10⁻⁶ ^m3 = 10⁻³ ^kg / ^m3

Żona trasversali tal-pajp (A) = ^{1 ċm²} = ^10-4 m²

Il-bidla fil-kolonna tal-pajp (h) = 10 ċm = 1 dm = 10 ^-1 m

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 ms ^-2 = 10 ¹ ms ^-2

Volum ta' ilma li jiċċaqlaq (V) = (A)(h) = (1 cm² ⁾ (10 cm) = 10 cm³ ^{= (} 10¹ ^{) (} 10⁻⁶ ^m³ ) = ^10⁻⁵ m³

Meħtieġa: Forza (F) eżerċitata mill-persuna.

Soluzzjoni:

Il-forza li aġixxiet dik il-persuna = il-piż tal-ilma b'għoli ta' 10 ċm

F = w

F = mg —–> Ekwazzjoni tad-densità: m = ρ V

F = ρVg

F = (10³ ⁾ (10-5 ⁾ ( ^10¹ )

F = (10⁴ ⁾ ( ^10⁻⁵ )

F = 10 ^-1 Newton —–> 1 Newton = 10 ⁵ dynes

F = (10 ^-1 )(10 ⁵ dini)

F = ¹⁰⁴ dini

F = 10 kilodini

It-tweġiba t-tajba hija B.

6. Tubu f'forma ta' Y jiddaħħal rasu 'l isfel sabiex is-sieq tax-xellug u s-sieq tal-lemin jiġu mgħaddsa f'żewġ tipi ta' likwidu. Wara li ż-żewġ saqajn jiġu mgħaddsa fil-likwidu, il-parti ta' fuq tal-pajp Y tingħalaq bis-saba' u tinġibed 'il fuq, sabiex iż-żewġ saqajn tal-pajp Y jimtlew b'kolonna ta' likwidi differenti ta' densità għolja. Jekk id-densità tal-ewwel likwidu hija 0.80 gram.cm ^-3 u t-tieni densità hija 0.75 gram.cm ^-3 , u l-kolonna tal-likwidu t'isfel hija 8 ċm, allura ddetermina d-differenza fl-għoli bejn iż-żewġ kolonni tal-likwidu fuq il-pajp U e.

A. 1.0666 ċm

B. 0.9375 ċm

Ċ. 0.3533 ċm

D. 0.5333 ċm

Magħruf:

Densità tal-ewwel likwidu (ρ1 ₎ = 0,80 gramm.cm ^-3

Densità tat-tieni likwidu (ρ2 ₎ = 0,75 gramm.cm ^-3

L-għoli tal-likwidu t'isfel (h1 ₎ = 8 ċm

Meħtieġa: Id -differenza fl-għoli bejn iż-żewġ kolonni tal-likwidu fuq il-pajp U

Soluzzjoni:

L -għoli tal- likwidi ogħla (h2 ₎ :

ρ1h1 = _ρ2h2​​_​​_​

(0.80)(8) = (0.75)( _h² )

6.4 = 0.75 (siegħa ₂ )

h2 = 6.4 / _0.75

h2 = 8.5 _ċm

Id-differenza fl-għoli tal-likwidi = h2 _– h1 ₌ 8.5333 ċm – 8 ċm = 0.5333 ċm

It-tweġiba t-tajba hija D.

Forza galleġġjanti

7. Ġebla b'volum ta' 0.5 ^m3 imqiegħda f'likwidu b'densità ta' 1.5 gr cm ^–3 . L-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità hija 10 ms ^–2 . X'inhi l-forza tal-galleġġjament?

Magħruf:

Volum tal-ġebla (V) = 0.5 ^m³

Densità tal-ilma (ρ) = 1.5 gr cm ^–3 = 1500 kg m ^-3

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 ms ^-2

Meħtieġa: forza galleġġjanti ( _FA )

Soluzzjoni:

L-ekwazzjoni tal-forza tal-galleġġjabilità:

F _A = ​​​​ρ g V = (1500 kg m ^-3 )(10 ms ^-2 )(0.5 m ³ ) = 7500 kg m/s ² = 7500 Newton

Float

8. Blokka silġ tgħum fil-baħar kif muri fil-figura t’hawn taħt. Id-densità tal-baħar hija 1.2 gr cm ^–3 u d-densità tas-silġ hija 0.9 gr c ^–3 . Il-volum tas-silġ fl-ilma baħar = ……. x il-volum tas-silġ fl-arja.

Magħruf:

Densità tal-baħar (ρ _baħar ) = 1.2 gr cm ^–3

Densità tas-silġ (ρ _silġ ) = 0.9 gr c ^–3

Mixtieq: Il-volum tas-silġ fl-ilma baħar = ……. x il-volum tas-silġ fl-arja.

Soluzzjoni:

Il-volum tas-silġ fil-baħar = 0.75

Il-volum tas-silġ fl-arja = 0.25

Il-volum tas-silġ fl-ilma baħar = 3 x il-volum tas-silġ fl-arja (3 x 0.25 = 0.75).

9. Oġġett jgħum f'likwidu fejn 2/3 tal-oġġett ikunu fil-likwidu. Jekk id-densità tal-oġġett hija 0.6 gr cm3 ^, allura x'inhi d-densità tal-ilma.

Magħruf:

Il-parti tal-oġġett fil-likwidu = 2/3

Densità tal-oġġett = 0.6 gr cm3 ⁼ 600 kg ^m3

Meħtieġa: id-densità tal-likwidu (x)

Soluzzjoni:

Id-densità tal-likwidu hija 900 kg ^m3

10. Injam iżomm f'wiċċ l-ilma, fejn 3/5 tal-injam ikun fl-ilma. Jekk id-densità tal-ilma hija 1 × 10³ ^kg /m³ ^, x'inhi d-densità tal-injam?

Magħruf:

Parti mill-oġġett fl-ilma = 3/5

Densità tal-ilma = 1×10³ ^kg /m³ ⁼ 1000 kg/ ^m³

Meħtieġa: Id-densità tal-injam (x)

Soluzzjoni:

Id-densità tal-injam hija 600 kg/m³ ⁼ 6 x 10² ^kg / ^m³

1. X'inhi l-istatika tal-fluwidu?
   • Tweġiba: L-istatika tal-fluwidi, magħrufa wkoll bħala idrostatika, hija l-fergħa tal-mekkanika tal-fluwidi li tistudja l-fluwidi waqt il-mistrieħ u l-forzi eżerċitati minn fluwidi statiċi fuq oġġetti mgħaddsa u ħitan tal-kontenituri.
2. Kif tvarja l-pressjoni f'fluwidu mal-fond?
   • Tweġiba: Fi fluwidu statiku, il-pressjoni tiżdied linearment mal-fond minħabba l-piż tal-kolonna tal-fluwidu 'l fuq minn kwalunkwe fond partikolari. Il-bidla fil-pressjoni mal-fond hija mogħtija minn $\Delta P=\rho gh$, Fejn $\rho$ hija d-densità tal-fluwidu, $g$ hija l-aċċelerazzjoni gravitazzjonali, u $h$ hija l-fond.
3. X'inhu l-prinċipju ta' Pascal?
   • Tweġiba: Il-prinċipju ta' Pascal jgħid li bidla fil-pressjoni applikata fuq fluwidu magħluq tiġi trażmessa mingħajr ma titnaqqas lill-partijiet kollha tal-fluwidu u lill-ħitan tal-kontenitur tiegħu.
4. Kif jaħdem lift idrawliku bbażat fuq il-prinċipji tal-istatika tal-fluwidu?
   • Tweġiba: Lift idrawliku juża l-prinċipju ta' Pascal. Meta forza żgħira tiġi applikata fuq pistun żgħir, din toħloq pressjoni fil-fluwidu. Din il-pressjoni tiġi trażmessa mingħajr ma titnaqqas fil-fluwidu kollu, u teżerċita forza ferm akbar fuq pistun akbar, u b'hekk il-lift ikun jista' jerfa' oġġetti tqal bi sforz relattivament żgħir.
5. X'inhi l-forza tal-galleġġjabilità u kif inhi relatata mal-istatika tal-fluwidu?
   • Tweġiba: Il-forza tal-galleġġjament hija l-forza 'l fuq eżerċitata minn fluwidu fuq kwalunkwe oġġett mgħaddas. Skont il-prinċipju ta' Arkimede, il-forza tal-galleġġjament fuq oġġett hija ugwali għall-piż tal-fluwidu spostat mill-oġġett.
6. Għaliex l-oġġetti jgħumu jew jegħrqu fil-fluwidi?
   • Tweġiba: Jekk oġġett jgħum jew jegħreq jiddependi mir-relazzjoni bejn il-forza tal-galleġġjabilità u l-piż tal-oġġett. Jekk il-forza tal-galleġġjabilità (minħabba l-fluwidu spostat) hija akbar mill-piż tal-oġġett, dan se jgħum. Jekk il-piż tal-oġġett huwa akbar, dan se jegħreq.
7. X'inhu l-kunċett tal-pressjoni idrostatika?
   • Tweġiba: Il-pressjoni idrostatika hija l-pressjoni eżerċitata minn fluwidu waqt il-mistrieħ minħabba l-forza tal-gravità. Din tiżdied linearment mal-fond fil-fluwidu, u hija kkalkulata bħala P=P₀​+ρgh, Fejn P₀​ hija l-pressjoni fil-wiċċ, $\rho$ hija d-densità tal-fluwidu, $g$ hija l-aċċelerazzjoni gravitazzjonali, u $h$ hija l-fond.
8. Kif inhi relatata l-pressjoni atmosferika mal-istatika tal-fluwidu?
   • Tweġiba: L-atmosfera tista' titqies bħala fluwidu. Il-pressjoni atmosferika hija l-pressjoni eżerċitata mill-piż tal-arja 'l fuq minn punt partikolari. Din tonqos bl-altitudni, simili għal kif il-pressjoni f'likwidu tonqos hekk kif wieħed jimxi 'l fuq fil-kolonna tal-fluwidu.
9. X'rwol għandha l-forma ta' kontenitur fid-distribuzzjoni tal-pressjoni ta' fluwidu statiku fih?
   • Tweġiba: Fl-istatika tal-fluwidi, il-pressjoni f'fond partikolari tiddependi biss fuq l-għoli tal-kolonna tal-fluwidu 'l fuq minn dak il-fond, mhux fuq il-forma tal-kontenitur. Għalhekk, il-pressjoni f'fond speċifiku hija l-istess irrispettivament mill-forma tal-kontenitur.
10. X'inhi s-sinifikat tal-paradoss idrostatiku?

• Tweġiba: Il-paradoss idrostatiku jenfasizza li fl-istatika tal-fluwidi, il-forza eżerċitata minn fluwidu statiku fuq il-qiegħ ta' kontenitur tiddependi biss fuq l-għoli tal-kolonna tal-fluwidu, mhux fuq il-volum tagħha jew il-forma tal-kontenitur. Għalhekk, kontenituri differenti ħafna bl-istess għoli tal-fluwidu jeżerċitaw l-istess pressjoni fil-bażi tagħhom, anke jekk iżommu ammonti differenti ta' fluwidu.