Tài liệu Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưu pptx

Vật lý 11 nâng cao
Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưu
Vật lý 11 nâng cao
5.1) C
5.2)
Sắt có khối lượng riêng
23
/10.8,7 mkg=
ρ
.
Do đó khối lượng của quả cầu là
kgRVm 11,00015,0.
3
4
.10.8,7
3
4
.
333
=Π=Π==
ρρ
5.3)
Vật có khổi lượng riêng
33
3
/10.48,10
05,0
31,1
mkg
V
m

===
ρ
Đối chiếu với bảng khối lượng riêng cảu một số chất (xem phụ lục SGK), ta
suy ra khối đó làm bằng bạc
5.4)
Diện tích tiếp xúc của đế giày với sàn là
23222
10.256,1)10.2.( mRS
−−
=Π=Π=
Do đó áp suất đặt lên sàn là
26
3
/10.39,0
10.256,1
8,9.50
mN
S
mg
p
−
−
===
5.5)
Áp suất thủy tĩnh
Paghpp
a
535
10.95,330.8,9.10.0,110.01,1 =+=+=
ρ

5.6)
Lực tác dụng lên pittong nhỏ là F
1
Lực tác dụng lên pittong lớn là F
2
NF
F
S
F
S
F
225
10.200
15000
10.3
1
44
1
2
2
1
1
=⇔=⇔=⇒
−−
5.7)
a)lưu lượng nước qua 2 vị trí là như nhau:
S
1
v
1=

S
2
v
2
<=> 10.10
-4
.5=5.10
-4
.v
2
<=>v
2
=10 m/s
b)áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 vị trí, ta có:
smvvpp
vpvp
/10.375,2)25100.(10.1.
2
1
10.2)(
2
1
2
1
2
1
5352
1
2
221

2
22
2
11
=−+=−+=⇔
+=+
ρ
ρ
ρ
c)lưu lượng nước
min/3,060.5.10.10
34
11
mvSSvA ====
−
5.8)
a)vận tốc dòng tại mặt thoáng là
sm
S
A
v /10.8,17
05,0.
10.4,1
3
2
4
1
1
−
−

===
π
1
vận tốc dòng tại mặt lỗ là
sm
S
A
v /4,1
10.1
10.4,1
4
4
2
2
===
−
−
b)chiều cao của mực nước được đưa vào trong bình là h. Các phân tử nước
chuyển động thành dòng với khoảng cách là độ cao h, có vận tốc tại 2 vị trí là
v
1
và v
2
. Do đó v
2
2
-v
1
2
=2gh↔1,4

2
-(17,8.10
-3
)
2
=2.9,8.h↔h=0,1 m <0,2 m
→chiều cao của bình đủ để cho bình chứa lượng nước sao cho mước chảy với
vận tốc như vậy.
5.9)
Áp suất do rượu vang có độ cao h gây ra cân bằng với áp suất khí quyển.
Do đó, ta có
mhhpghpp
avanga
50,1010.013,1.8,9.10.984,0
53
=⇔=⇔=⇔=
ρ
5.10)
Áp suất khí quyển lúc đó bằng áp suất thủy ngân
Chiều cao cột thủy ngân giảm đi 20mm so với lúc bình thường, nên áp suất
thủy ngân lúc đó giảm đi:
23
6
3
/64,2663)10.20.(8,9.
10
10.59,13
mNghp ===∆
−
−

−
ρ
→ áp suất lúc đó là
Pappp
a
45'
10.86,964,266310.013,1 =−=∆−=
5.11)
a)định luâti Béc-nu-li cho một ống dòng không nằm ngang là
constgyvp =++
ρρ
2
2
1
Áp dụng ta có
gyvpvp
ρρρ
++=+
2
22
2
11
2
1
2
1
(1)
Mà S
1
v

1
=S
2
v
2
1
2
2
1
2
1
12
4
4,0
8,0
vv
S
S
vv ===⇔

(2)
Thay (2) vào (1) ta có:

smvv
smv
v
gyppvv
/264,34
/816,0
10.15

2).10.5,010(
5,0.10.1010).5,15,2(15.
2
1
)(
2
1
12
3
44
1
342
1
21
2
1
2
2
==⇒
=
−
=⇔
−−=⇔
−−=−
ρ
ρρ
b)lưu lượng của dòng nước qua ống là
smvSSvA /10.09,4
2
08,0

816,0
33
2
11
−
=






===
π
5.12)
Nhận xét:độ chênh lệch áp suất tĩnh của phần không khí dưới và trên cánh
máy bay là nguyên nhân gây ra lực nâng máy bay. Xét 2 điểm nằm trên dòng
không khí trên và dưới cánh máy bay, theo định luật Béc-nu-li ta có:
2
)(
2
1
2
1
2
1
2222
dttdddtt
vvppvpvp −=−⇔+=+
ρρρ

Máy bay có 2 cánh nên lực nâng 2 cánh của máy bay là F=P=2(
td
pp −
)S
→
td
pp −
PappPa
S
F
td
16960196010.5,119601960
40.2
8,9.16000
2
4
=+=+=→===
5.13)
Áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 đầu,ta có:
hgv
hgvpvp
Hgkk
Hgkkkk
∆=⇔
∆++=+
ρρ
ρρρ
2
1
2

22
2
11
2
1
2
1
2
1
Vì
0,
221
=== vppp
a
sm
gh
v
kk
Hg
/103
25,1
05,0.8,9.10.6,13.2
2
3
1
===⇔
ρ
ρ
Vậy vận tốc của dòng không thí là 103 m/s
5.14)

Áp dụng định luật Béc-nu-li cho một điểm nằm trên mặt thoáng và một điểm ở
miệng ống xiphong, ta có:
vghvhgv
hgvpvp
==⇔∆=⇔
∆++=+
2
2
1
2
1
2
1
1
2
1
2
22
2
11
ρρ
ρρρ
Vậy
ghv 2=
5.15)
Lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra phải lớn hơn hoặc bằng áp lực tác dụng lên nửa
bán cầu:
NprpprpprF
aaaa
2576510.013,1.9,0.3,0.9,0.)1,0()(

52222
===−=−≥
ππππ
Vậy lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra là 25765N
5.16)
Áp dụng định luật Béc-nu-li,ta có:
22
1
2
2
2
112
2
22
2
11
2
1
2
1
)(
2
1
2
1
2
1
vvvvghpghpp
ghvpvp
ρρρρρ

ρρρ
==−==−+=∆⇒
++=+
Vì
0,
221
=== vppp
a
hkmsm
p
v /388/76,107
031,0
180.22
===
∆
=⇒
ρ
5.17)
3
Ta có:
)(
2
1
2
1
,
2
1
2
1

2
2
2
22
2
11
vvpvppvpp
aa
−=∆⇒+=+=
ρρρ
Mà
1
22
12211
S
vS
vvSvS =⇔=
Do đó:
smvv
S
S
v
S
vS
vvvp
/21500)
2,0
1,0
1(.10.
2

1
)1(
2
1
)(
2
1
)(
2
1
2
2
2
2
2
3
2
1
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2

2
1
2
2
=⇔=−=
−=−=−=∆
ρρρ
Lưu lượng
smvSSvA /2,02.1,0
3
22
====
5.18)A
5.19)D
5.20)D
4