Estatika ng fluido – mga problema at solusyon

Estatika ng fluido – mga problema at solusyon

Presyon ng likido

1. Ano ang dpagkakaiba sa pagitan ng hydrostatic pressure ng dugo sa pagitann ang utak at ang talampakans of ang mga paa ng isang taong may taas na 165 cm (ipagpalagay na ang Density ng dugo = 1.0 × 10³ kg / m³, akselerasyon dahil sa grabidad = 10 m / s²)

Kilala:

Taas (h) = 165 cm = 165/100 m = 1.65 metro

Densidad ng dugo (ρ) = 1.0 × 10³ kg / m³

Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 m/s²

Wanted: presyon ng likido

solusyon:

P = ρ gh

P = (1.0 × 10³)(10)(1.65)

P = (1.0 × 10⁴)(1.65)

P = 1.65 x 10⁴ N / m²

U-Pipe

2. Ang tubo ng AU ay unang pinupuno ng tubig sa halip na isang tubo na puno ng langis, gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang densidad ng tubig ay 1000 kg/m³Kung ang taas ng langis ay 8 cm at ang taas ng tubig ay 5 cm, ano ang densidad ng langis?

Kilala:

Densidad ng tubig = 1000 kg.m^-3

Ang taas ng tubig (h₂) = 5 cm

Ang taas ng langis (h₁) = 8 cm

Hinahanap: density ng langis

solusyon:

ρ₁ gh₁ =ρ₂ gh₂

ρ₁ h₁ =ρ₂ h₂

(1000)(5) = (ρ₂)(8)

5000 = (ρ₂)(8)

ρ₂ = 625 kg.m^-3

3. Ang tubo ng AU ay unang nilagyan ng kerosene at saka nilagyan ng tubig. Kung ang masa ng Ang kerosene ay 0.8 gramo/cm³ at ang density ng tubig ay 1 gramo/cm³ at ang cross sectional area ay 1.25 cm². Tukuyin kung gaano karami dapat idagdag ang tubig upang ang pagkakaiba sa taas ng ang ibabaw ng kerosene ay 15 cm

A. 9 ml

B. 12 ml

C. 15 ml

D. 18 ml

Kilala:

Densidad ng kerosene (ρ₁) = 0.8 gramo/cm³

Densidad ng tubig (ρ₂) = 1 gramo/cm³

Seksyon na lugar ng tuboe = 1.25cm²

Ang pagkakaiba sa taas ng ibabaw ng kerosene (h₁) = 15 cm

Hinahanap: Dami ng tubig

solusyon:

Ang taas ng tubig (h₂):

ρ₁ gh₁ = ρ₂ gh₂

(0,8)(15)(1)(h)₂)

h₂ = 12cm

Dami ng tubig:

V = (Seksyon na lugar ng tuboe)(taas ng tubig)

V = (1.25 sentimetro)²)(12 sentimetro)

V = 15 sentimetro³

1 litro = 1 dm³ = 10³ cm³

1 mililitro = 10^-3 litros = (10^-3)(10³) sentimetro³ = 1cm³

Ang dami ng tubig ay 15 cm³ = 15 mililitro

Ang tamang sagot ay C.

4. Isang tubo na U na puno ng tubig na may densidad na 1000 kg/m³Isang haligi ng tubo U na puno ng gliserin na may densidad na 1200 kg/m³Kung ang taas ng gliserin ay 4 na cm, tukuyin ang pagkakaiba ng taas ng parehong haligi ng tubo.

A. 0.8 sentimetro

B. 4 sentimetro

C. 8 sentimetro

D. 12 cm

Kilala:

Densidad ng tubig (ρ₁) = 1000 kg/m²³

Densidad ng gliserin (ρ₂) = 1200 kg/m²³

Taas ng gliserin (h₂) = 4 cm

Wanted: Ang pagkakaiba sa taas ng parehong haligi ng tubo.

solusyon:

Ang taas ng haligi ng tubo (h₁):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(1000)(oras₁) = (1200)(4)

(1000)(oras₁) = 4800

h₁ = 4.8cm

Ang pagkakaiba sa taas ng parehong haligi ng tubo na U = h₁ - h₂ = 4.8 cm – 4 cm = 0.8 cm

Ang tamang sagot ay A.

5. Isang tubo Mayroon ka dalawang dulo ay bukas na puno ng tubig sa isang masa of 1 g / cm³Ang sectional area sa kahabaan ng tubo ay pareho, ibig sabihin ay 1 cm²May humihip on isang dulo ng paa ng tubo upang ang ibabaw ng ang tubig sa kabilang paanan ay tumataas ng 10 cm mula sa orihinal nitong posisyon. Kung ang pagpabibilis dahil sa grabidad is 10 m/s2 kung gayon malaman ang pwersa kumilos sa pamamagitan ng na tao.

A. 20 kilodynes

B. 10 kilodynes

C. 2 kilodynes

D. 1 kilodyne

Kilala:

Baguhin ang lahat ng yunit sa sistemang Internasyonal.

Densidad ng tubig (ρ₁) = 1 gr/cm³ = 10^-3 kilo / 10^-6 m³ = 10³ kg / m³

Ang cross-sectional area ng tubo (A) = 1 cm² = 10^-4 m²

Ang pagbabago ng haligi ng tubo (h) = 10 cm = 1 dm = 10^-1 m

Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 ms^-2 = 10¹ MS^-2

Dami ng tubig na gumalaw (V) = (A)(h) = (1 cm²)(10 sentimetro) = 10 sentimetro³ = (10¹)(10^-6 m³) = 10^-5 m³

Hinahanap: Puwersa (F) na ipinapatupad ng tao.

solusyon:

Ang puwersang ginamit ng taong iyon = bigat ng tubig na may taas na 10 cm

F = w

F = mg —–> Ekwasyon ng densidad: m = ρ V

F = ρ V g

F = (10³)(10^-5)(10¹)

F = (10⁴)(10^-5)

F=10^-1 Newton —–> 1 Newton = 10⁵ si dyne

F = (10^-1)(10⁵ dyne)

F=10⁴ si dyne

F = 10 kilodynes

Ang tamang sagot ay B.

6. Isang tubo na hugis-Y ang ipinapasok nang patiwarik upang ang kaliwang paa at kanang paa ay malubog sa dalawang uri ng likido. Matapos malubog ang magkabilang paa sa likido, ang itaas na bahagi ng tubo ng Y ay isasara gamit ang daliri at hilahin pataas, upang ang dalawang paa ng tubo ng Y ay mapuno ng isang hanay ng iba't ibang likidong may mataas na densidad. Kung ang densidad ng unang likido ay 0.80 gramo/cm^-3 at ang pangalawang densidad is 0.75 gramo/cm^-3, at ang ibabang hanay ng likido ay 8 cm, kung gayon malaman ang pagkakaiba sa taas sa pagitan ng dalawang likidong haligi sa U pipe.

A. 1.0666 sentimetro

B. 0.9375 sentimetro

C. 0.3533 sentimetro

D. 0.5333 cm

Kilala:

Densidad ng unang likido (ρ₁) = 0,80 gramo.cm^-3

Densidad ng pangalawang likido (ρ₂) = 0,75 gramo.cm^-3

Ang taas ng mas mababang likido (h₁) = 8 cm

Hinahanap: Tang pagkakaiba ng taas sa pagitan ng dalawang likidong haligi sa U pipee

solusyon:

Tang taas ng mas mataas na likido (h₂):

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂

(0.80)(8) = (0.75)(oras)₂)

6.4 = 0.75 (oras₂)

h₂ = 6.4/0.75

h₂ = 8.5cm

Ang pagkakaiba sa taas ng mga likido = h₂ - h₁ = 8.5333 cm – 8 cm = 0.5333 cm

Ang tamang sagot ay D.

Puwersang lumulutang

7. Isang bato na may volume na 0.5 m³ inilagay sa isang likido na may densidad na 1.5 g cm^-3Ang akselerasyon dahil sa grabidad ay 10 ms^-2Ano ang puwersang lumulutang?

Kilala:

Dami ng bato (V) = 0.5 m³

Densidad ng tubig (ρ) = 1.5 gr cm^-3 = 1500 kg m²^-3

Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 ms^-2

Wanted: puwersang lumulutang (F_A)

solusyon:

Ang ekwasyon ng puwersang lumulutang:

F_A = ρ g V = (1500 kg m^-3)(10 milliseconds^-2)(0.5 metro³) = 7500 kg m/s² = 7500 Newton

Karosa

8. Isang bloke ng yelo ang lumulutang sa dagat gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang densidad ng dagat ay 1.2 gr cm^-3 at ang densidad ng yelo ay 0.9 gr c^-3Ang dami ng yelo sa tubig dagat = ……. x ang dami ng yelo sa hangin.

Kilala:

Densidad ng dagat (ρ_dagat) = 1.2 gr cm^-3

Densidad ng yelo (ρ_yelo) = 0.9 gr c^-3

Wanted: Ang dami ng yelo sa tubig dagat = ……. x ang dami ng yelo sa hangin.

solusyon:

Ang dami ng yelo sa dagat = 0.75

Ang dami ng yelo sa hangin = 0.25

Ang dami ng yelo sa tubig dagat = 3 x ang dami ng yelo sa hangin (3 x 0.25 = 0.75).

9. Ang isang bagay ay lumulutang sa isang likido kung saan 2/3 ng bagay ay nasa likido. Kung ang densidad ng bagay ay 0.6 gr cm³, kung gayon ano ang densidad ng tubig.

Kilala:

Ang bahagi ng bagay sa likido = 2/3

Densidad ng bagay = 0.6 g cm³ = 600 kg m²³

Wanted: ang densidad ng likido (x)

solusyon:

Ang densidad ng likido ay 900 kg m²³

10. Ang isang kahoy ay lumulutang sa tubig, kung saan 3/5 bahagi ng kahoy ay nasa tubig. Kung ang densidad ng tubig ay 1 × 10³ kg / m³, ano ang densidad ng kahoy?

Kilala:

Bahagi ng bagay sa tubig = 3/5

Densidad ng tubig = 1×10³ kg / m³ = 1000 kg / m³

Hinahanap: Ang densidad ng kahoy (x)

solusyon:

Ang densidad ng kahoy ay 600 kg/m³ = 6x10² kg / m³

1. Ano ang fluid statics?
   • Sagot: Ang fluid statics, na kilala rin bilang hydrostatics, ay ang sangay ng fluid mechanics na nag-aaral ng mga fluid na hindi gumagalaw at ang mga puwersang ipinapatupad ng mga static fluid sa mga bagay na nakalubog at mga dingding ng lalagyan.
2. Paano nag-iiba ang presyon sa isang likido kasabay ng lalim?
   • Sagot: Sa isang static fluid, ang presyon ay tumataas nang linear kasabay ng lalim dahil sa bigat ng fluid column na higit sa anumang ibinigay na lalim. Ang pagbabago sa presyon kasabay ng lalim ay ibinibigay ng $\Delta P=\rho gh$, Kung saan $\rho$ ay ang densidad ng likido, $g$ ay ang pagbilis ng grabidad, at $h$ ay ang lalim.
3. Ano ang prinsipyo ni Pascal?
   • Sagot: Ang prinsipyo ni Pascal ay nagsasaad na ang isang pagbabago sa presyon na inilalapat sa isang nakapaloob na pluwido ay hindi nababawasan ang presyon na ipinapadala sa lahat ng bahagi ng pluwido at sa mga dingding ng lalagyan nito.
4. Paano gumagana ang isang hydraulic lift batay sa mga prinsipyo ng fluid statics?
   • Sagot: Ginagamit ng hydraulic lift ang prinsipyo ni Pascal. Kapag ang isang maliit na puwersa ay inilapat sa isang maliit na piston, lumilikha ito ng presyon sa fluid. Ang presyon na ito ay hindi nababawasan sa buong fluid, na naglalabas ng mas malaking puwersa sa isang mas malaking piston, na nagbibigay-daan sa lift na iangat ang mabibigat na bagay nang may kaunting pagsisikap.
5. Ano ang puwersang buoyant at paano ito nauugnay sa fluid statics?
   • Sagot: Ang puwersang lumulutang ay ang puwersang pataas na ipinapatupad ng isang pluido sa anumang bagay na nakalubog. Ayon sa prinsipyo ni Archimedes, ang puwersang lumulutang sa isang bagay ay katumbas ng bigat ng pluido na inilipat ng bagay.
6. Bakit lumulutang o lumulubog ang mga bagay sa mga pluido?
   • Sagot: Ang paglutang o paglubog ng isang bagay ay nakadepende sa ugnayan sa pagitan ng puwersang lumulutang at ng bigat nito. Kung ang puwersang lumulutang (dahil sa naalis na likido) ay mas malaki kaysa sa bigat nito, ito ay lulutang. Kung mas malaki ang bigat nito, ito ay lulubog.
7. Ano ang konsepto ng presyon ng hydrostatic?
   • Sagot: Ang hydrostatic pressure ay ang presyon na dulot ng isang fluid na hindi gumagalaw dahil sa puwersa ng grabidad. Ito ay linear na tumataas kasabay ng lalim ng fluid, at kinakalkula bilang P=P₀​+ρgh, Kung saan P₀​ ay ang presyon sa ibabaw, $\rho$ ay ang densidad ng likido, $g$ ay ang pagbilis ng grabidad, at $h$ ay ang lalim.
8. Paano nauugnay ang presyon ng atmospera sa estatika ng likido?
   • Sagot: Ang atmospera ay maaaring ituring na isang pluido. Ang presyon ng atmospera ay ang presyon na dulot ng bigat ng hangin sa ibabaw ng isang partikular na punto. Bumababa ito kasabay ng altitude, katulad ng kung paano bumababa ang presyon sa isang likido habang ang isa ay gumagalaw pataas sa hanay ng pluido.
9. Ano ang papel na ginagampanan ng hugis ng isang lalagyan sa distribusyon ng presyon ng isang static fluid sa loob nito?
   • Sagot: Sa fluid statics, ang presyon sa isang takdang lalim ay nakasalalay lamang sa taas ng fluid column na nasa itaas ng lalim na iyon, hindi sa hugis ng lalagyan. Samakatuwid, ang presyon sa isang tiyak na lalim ay pareho anuman ang hugis ng lalagyan.
10. Ano ang kahalagahan ng hydrostatic paradox?

• Sagot: Itinatampok ng hydrostatic paradox na sa fluid statics, ang puwersang ipinapatupad ng isang static fluid sa ilalim ng isang lalagyan ay nakasalalay lamang sa taas ng fluid column, hindi sa volume nito o sa hugis ng lalagyan. Kaya, ang magkakaibang lalagyan na may parehong taas ng fluid ay naglalabas ng parehong presyon sa kanilang base, kahit na iba ang dami ng fluid na hawak nila.