Ví dụ về định luật Bernoulli

5 ví dụ về định luật Bernoulli

XUẤT KHẨU P₁ dan v₁ là áp suất và tốc độ của không khí phía trên cánh, P₂ dan v₂ Áp suất và tốc độ của không khí dưới cánh máy bay là những yếu tố cần thiết để máy bay cất cánh. Để máy bay cất cánh, các điều kiện cần phải là...
A.P₁ = P₂ dan v₁ = v₂
B. P₁ < P₂ dan v₁ > v₂
C.P.₁ < P₂ dan v₁ < v₂
D.P₁ > P₂ dan v₁ > v₂
E.P₁ > P₂ dan v₁ < v₂
Cuộc thảo luận :
Ai cũng biết rằng:
P₁ = Áp suất không khí trên cánh
P₂ = Áp suất không khí dưới cánh
v₁ = tốc độ không khí trên cánh
v₂ = tốc độ không khí dưới cánh
Yêu cầu :
Máy bay cần những điều kiện nào để cất cánh hoặc bay lên?
Jawab :
Định luật Bernoulli hoặc gọi chính xác hơn là Nguyên lý Bernoulli Định luật này phát biểu rằng nếu vận tốc chất lỏng cao thì áp suất chất lỏng thấp, và ngược lại, nếu vận tốc chất lỏng thấp thì áp suất chất lỏng cao. Chất lỏng là những chất có thể chảy. Ví dụ về chất lỏng là không khí và nước.
Nếu tốc độ gió cao, áp suất không khí thấp; ngược lại, nếu tốc độ gió thấp, áp suất không khí cao.

Khi tốc độ gió phía trên cánh lớn hơn tốc độ gió phía dưới cánh, áp suất không khí phía trên cánh sẽ nhỏ hơn áp suất không khí phía dưới cánh. Vì áp suất không khí phía dưới cánh lớn hơn, lực đẩy của không khí phía dưới cánh cũng lớn hơn. Ngược lại, khi áp suất không khí phía trên cánh nhỏ hơn, lực đẩy của không khí phía trên cánh cũng nhỏ hơn (P = F/A – áp suất càng lớn, lực càng lớn, F).

Lực đẩy không khí bên dưới cánh lớn hơn lực đẩy không khí bên trên cánh nhỏ hơn, do đó có một lực tổng hợp hướng lên trên. Lực tổng hợp này hướng lên trên, khiến máy bay cất cánh..
Jadi các điều kiện để máy bay cất cánh là P₁ < P₂ và v₁ > v₂

Đáp án đúng là B.

2. Trong hình, nước được bơm bởi máy nén ở áp suất 120 kPa vào ống phía dưới (1) và chảy lên trên với tốc độ 1 m/s.^-1 (g = 10 ms^-2 và khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³.^-3). Áp suất nước trong ống trên (II) là….

A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Bán kính ống lớn (r)₁) = 12cm
Bán kính ống nhỏ (r)₂) = 6cm
Áp suất nước trong các đường ống lớn (p₁) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Vận tốc nước trong các đường ống lớn (v)₁) = 1 ms^-1
Chiều cao ống lớn (h)₁) = 0 m
Chiều cao ống nhỏ (h)₂) = 2 m
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s²^-2
Khối lượng riêng của nước (ρ) = 1000 kg.m³^-3
Yêu cầu: Áp suất nước trong ống 2 (p)₂)
Hàm:

Vận tốc nước trong ống số 2 được tính bằng phương trình liên tục:
A₁ v₁ = A₂ v₂
(π r₁²)(v₁) = (π r₂²)(v₂)
(r₁²)(v₁) = (r₂²)(v₂)
(12²)(1 m/s) = (6²)(v₂)
144 = 36 v₂
v₂ = 144/36
v₂ = 4 m / s

Áp suất nước trong ống số 2 được tính bằng phương trình 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 = tr₂ + 28.000
p₂ = 120.500 - 28.000
p₂ = 92.500 Pascal
p₂ = 92,5 kPa
Đáp án đúng là D.

3. Hãy nhìn vào bức tranh sau đây!
Ống lớn nằm cách mặt đất 5 m và ống nhỏ nằm cách mặt đất 1 m. Lưu lượng nước trong ống lớn là 36 km/h.^-1 với áp suất 9,1 x 10⁵ Pa, trong khi áp suất trong ống nhỏ là 2.10⁵ Vậy thì tốc độ của nước trong ống nhỏ là… (mật độ nước = 10³ kg.m^-3)

A. 10 ms^-1
B. 20 ms^-1
C. 30 ms^-1
D. 40 ms^-1
E. 50 ms^-1

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Áp suất nước trong các đường ống lớn (p₁) = 9,1 x 10⁵ Pascal = 910.000 Pascal
Áp suất nước trong các đường ống nhỏ (p₂) = 2 x 10⁵ Pascal = 200.000 Pascal
Vận tốc nước trong các đường ống lớn (v)₁) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Chiều cao ống lớn (h)₁) = -4 mét
Chiều cao ống nhỏ (h)₂) = 0 mét
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s²^-2
Khối lượng riêng của nước (ρ) = 1000 kg.m³^-3
Yêu cầu: Vận tốc nước trong ống nhỏ (v)₂)
Hàm:
Vận tốc nước trong ống nhỏ (v)₂) được tính toán bằng phương trình 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 v₂²
800.000 = 500 v₂²
800.000 / 500 = v₂²
1600 = v₂²
v₂ = √1600
v₂ = 40 m / s
Đáp án đúng là D.

4. Trong hình, nước được bơm bởi máy nén ở áp suất 120 kPa vào ống phía dưới (1) và chảy lên trên với tốc độ 1 m/s.^-1 (g = 10 ms^-2 và khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³.^-3). Áp suất nước trong ống trên (II) là….

A. 52,5 kPa
B. 67,5 kPa
C. 80,0 kPa
D. 92,5 kPa
E. 107,5 kPa

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Bán kính ống lớn (r)₁) = 12cm
Bán kính ống nhỏ (r)₂) = 6cm
Áp suất nước trong các đường ống lớn (p₁) = 120 kPa = 120.000 Pascal
Vận tốc nước trong các đường ống lớn (v)₁) = 1 ms^-1
Chiều cao ống lớn (h)₁) = 0 m
Chiều cao ống nhỏ (h)₂) = 2 m
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s²^-2
Khối lượng riêng của nước (ρ) = 1000 kg.m³^-3
Yêu cầu: Áp suất nước trong ống 2 (p)₂)
Hàm:

Vận tốc nước trong ống số 2 được tính bằng phương trình liên tục:
A₁ v₁ = A₂ v₂
(π r₁²)(v₁) = (π r₂²)(v₂)
(r₁²)(v₁) = (r₂²)(v₂)
(12²)(1 m/s) = (6²)(v₂)
144 = 36 v₂
v₂ = 144/36
v₂ = 4 m / s

Áp suất nước trong ống số 2 được tính bằng phương trình 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 = tr₂ + 28.000
p₂ = 120.500 - 28.000
p₂ = 92.500 Pascal
p₂ = 92,5 kPa
Đáp án đúng là D.

5. Hãy nhìn vào hình ảnh sau! Ống lớn nằm ở độ cao 5 m so với mặt đất và ống nhỏ nằm ở độ cao 1 m so với mặt đất. Tốc độ dòng chảy của nước trong ống lớn là 36 km/h.^-1 với áp suất 9,1 x 10⁵ Pa, trong khi áp suất trong ống nhỏ là 2.10⁵ Vậy thì tốc độ của nước trong ống nhỏ là… (mật độ nước = 10³ kg.m^-3)

A. 10 ms^-1
B. 20 ms^-1
C. 30 ms^-1
D. 40 ms^-1
E. 50 ms^-1

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Áp suất nước trong các đường ống lớn (p₁) = 9,1 x 10⁵ Pascal = 910.000 Pascal
Áp suất nước trong các đường ống nhỏ (p₂) = 2 x 10⁵ Pascal = 200.000 Pascal
Vận tốc nước trong các đường ống lớn (v)₁) = 36 km/h = 36(1000)/(3600) = 36000/3600 =10 m/s
Chiều cao ống lớn (h)₁) = -4 mét
Chiều cao ống nhỏ (h)₂) = 0 mét
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s²^-2
Khối lượng riêng của nước (ρ) = 1000 kg.m³^-3
Yêu cầu: Vận tốc nước trong ống nhỏ (v)₂)
Hàm:
Vận tốc nước trong ống nhỏ (v)₂) được tính toán bằng phương trình 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 v₂²
800.000 = 500 v₂²
800.000 / 500 = v₂²
1600 = v₂²
v₂ = √1600
v₂ = 40 m / s
Đáp án đúng là D.

Nguồn câu hỏi:

Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề