5 exemple ale legii lui Bernoulli
1. P1 dan v1 este presiunea și viteza aerului de deasupra aripii, P2 dan v2 este presiunea și viteza aerului de sub aripă. Pentru ca un avion să se decoleze, sunt îndeplinite condițiile...
A. P1 = P2 dan v1 = v2
B.P.1 < P2 dan v1 > v2
C. P1 < P2 dan v1 < v2
D.P.1 > P2 dan v1 > v2
E.P.1 > P2 dan v1 < v2
Discuție:
Se știe că:
P1 = Presiunea aerului pe aripi
P2 = Presiunea aerului sub aripi
v1 = viteza aerului pe aripi
v2 = viteza aerului sub aripi
Întrebat :
Care sunt condițiile pentru ca avionul să se ridice sau să se miște în sus?
Jawab :
Legea lui Bernoulli sau mai precis numită Principiul lui Bernoulli afirmă că, dacă viteza fluidului este mare, presiunea fluidului este mică și invers, dacă viteza fluidului este mică, presiunea fluidului este mare. Fluidele sunt substanțe care pot curge. Exemple de fluide sunt aerul și apa.
Dacă viteza aerului este mare, presiunea aerului este scăzută, invers, dacă viteza aerului este mică, presiunea aerului este mare.
Când viteza aerului deasupra aripii este mai mare decât viteza aerului de sub aripă, atunci presiunea aerului Presiunea aerului de deasupra aripii este mai mică decât presiunea aerului de sub aripă. Deoarece presiunea aerului de sub aripă este mai mare, și forța de împingere a aerului de sub aripă este mai mare. Invers, presiunea aerului de deasupra aripii este mai mică, deci și forța de împingere a aerului de deasupra aripii este mai mică (P = F/A – cu cât presiunea, P, este mai mare, cu atât forța, F) este mai mare).
Împingerea aerului sub aripă este mai mare, împingerea aerului deasupra aripii este mai mică, deci există o forță rezultantă sau o forță totală care este îndreptată în sus. Această forță totală este îndreptată în sus, ceea ce determină ridicarea avionului..
jadi condițiile pentru decolarea avionului este P1 < P2 și v.1 > v2
Răspunsul corect este B.
2.
În figură, apa este pompată de un compresor la o presiune de 120 kPa în conducta inferioară (1) și curge în sus cu o viteză de 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 iar densitatea apei este de 1000 kg·m-3Presiunea apei în conducta superioară (II) este….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Pembahasan
Se știe că:
Raza mare a țevii (r)1) = 12 cm
Raza mică a țevii (r)2) = 6 cm
Presiunea apei în conducte mari (p1) = 120 kPa = 120.000 Pascali
Viteza apei în conducte mari (v1) = 1 ms-1
Înălțime mare a țevii (h)1) = 0 m
Înălțimea țevii mici (h)2) = 2 m
Accelerația gravitațională (g) = 10 ms-2
Densitatea apei (ρ) = 1000 kg.m-3
Întrebat: Presiunea apei în conducta 2 (p2)
Jawab:
Viteza apei în conducta 2 se calculează folosind ecuația de continuitate:
A1 v1 = A2 v2
(πr12)(v.1) = (πr22)(v.2)
(r12)(v.1) = (r22)(v.2)
(122)(1 m/s) = (62)(v.2)
144 = 36 volți2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m / s
Presiunea apei în conducta 2 se calculează folosind ecuația Bernoulli:
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 = p2 + 8000 + 20.000
120.500 = p2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 Pascal
p2 = 92,5 kPa
Răspunsul corect este D.
3. Privește următoarea imagine!
Țeava mare este la 5 m deasupra solului, iar țeava mică este la 1 m deasupra solului. Debitul apei în țeava mare este de 36 km/h.-1 cu o presiune de 9,1 x 105 Pa, în timp ce presiunea în conducta mică este de 2.105 Pa, atunci viteza apei în conducta mică este… (densitatea apei = 103 kg.m-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Pembahasan
Se știe că:
Presiunea apei în conducte mari (p1) = 9,1 x 105 Pascal = 910.000 Pascali
Presiunea apei în conducte mici (p2) = 2 x 105 Pascal = 200.000 Pascali
Viteza apei în conducte mari (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Înălțime mare a țevii (h)1) = -4 metri
Înălțimea țevii mici (h)2) = 0 metru
Accelerația gravitațională (g) = 10 ms-2
Densitatea apei (ρ) = 1000 kg.m-3
Întrebat: Viteza apei într-o conductă mică (v)2)
Jawab:
Viteza apei într-o conductă mică (v)2) se calculează folosind ecuația Bernoulli:
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 volți22
800.000 = 500 volți22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m / s
Răspunsul corect este D.
4. În figură, apa este pompată de un compresor la o presiune de 120 kPa în conducta inferioară (1) și curge în sus cu o viteză de 1 m/s.-1 (g = 10 ms-2 iar densitatea apei este de 1000 kg·m-3Presiunea apei în conducta superioară (II) este….
A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa
Pembahasan
Se știe că:
Raza mare a țevii (r)1) = 12 cm
Raza mică a țevii (r)2) = 6 cm
Presiunea apei în conducte mari (p1) = 120 kPa = 120.000 Pascali
Viteza apei în conducte mari (v1) = 1 ms-1
Înălțime mare a țevii (h)1) = 0 m
Înălțimea țevii mici (h)2) = 2 m
Accelerația gravitațională (g) = 10 ms-2
Densitatea apei (ρ) = 1000 kg.m-3
Întrebat: Presiunea apei în conducta 2 (p2)
Jawab:
Viteza apei în conducta 2 se calculează folosind ecuația de continuitate:
A1 v1 = A2 v2
(πr12)(v.1) = (πr22)(v.2)
(r12)(v.1) = (r22)(v.2)
(122)(1 m/s) = (62)(v.2)
144 = 36 volți2
v2 = 144 / 36
v2 = 4 m / s
Presiunea apei în conducta 2 se calculează folosind ecuația Bernoulli:
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 = p2 + 8000 + 20.000
120.500 = p2 + 28.000
p2 = 120.500 - 28.000
p2 = 92.500 Pascal
p2 = 92,5 kPa
Răspunsul corect este D.
5. Priviți imaginea următoare! Poziția conductei mari este la 5 m deasupra solului, iar conducta mică este la 1 m deasupra solului. Viteza de curgere a apei în conducta mare este de 36 km/h.-1 cu o presiune de 9,1 x 105 Pa, în timp ce presiunea în conducta mică este de 2.105 Pa, atunci viteza apei în conducta mică este… (densitatea apei = 103 kg.m-3)
A. 10 ms-1
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 50 ms-1
Pembahasan
Se știe că:
Presiunea apei în conducte mari (p1) = 9,1 x 105 Pascal = 910.000 Pascali
Presiunea apei în conducte mici (p2) = 2 x 105 Pascal = 200.000 Pascali
Viteza apei în conducte mari (v1) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Înălțime mare a țevii (h)1) = -4 metri
Înălțimea țevii mici (h)2) = 0 metru
Accelerația gravitațională (g) = 10 ms-2
Densitatea apei (ρ) = 1000 kg.m-3
Întrebat: Viteza apei într-o conductă mică (v)2)
Jawab:
Viteza apei într-o conductă mică (v)2) se calculează folosind ecuația Bernoulli:
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 volți22
800.000 = 500 volți22
800.000 / 500 = v22
1600 = v22
v2 = √1600
v2 = 40 m / s
Răspunsul corect este D.
Sursa întrebării:
Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional
