Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưu

Nhận xét:độ chênh lệch áp suất tĩnh của phần không khí dưới và trên cánhmáy bay là nguyên nhân gây ra lực nâng máy bay. Xét 2 điểm nằm trên dòngkhông khí trên và dưới cánh máy bay, theo định luật Béc-nu-li
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưuVật lý 11 nâng cao Giải bài tập chương V: Cơ học chất lưu Vật lý 11 nâng cao5.1) C5.2) Sắt có khối lượng riêng ρ = 7,8.10 3 kg / m 2 .Do đó khối lượng của quả cầu là 4 4m =ρ =ρ V . Π 3 =7,8.103. Π0,00153 =0,11kg R . 3 35.3) m 1,31Vật có khổi lượng riêng ρ = V = 3 = 10,48.10 3 kg / m 3 0,05Đối chiếu với bảng khối lượng riêng cảu một số chất (xem phụ lục SGK),ta suy ra khối đó làm bằng bạc5.4)Diện tích tiếp xúc của đế giày với sàn là S = ΠR 2 = Π.( 2.10 −2 ) 2 = 1,256.10 −3 m 2 mg 50.9,8Do đó áp suất đặt lên sàn là p = S = −3 = 0,39.10 −6 N / m 2 1,256.105.5)Áp suất thủy tĩnh p = p a + ρgh = 1,01.10 5 + 1,0.10 3.9,8.30 = 3,95.10 5 Pa5.6)Lực tác dụng lên pittong nhỏ là F1Lực tác dụng lên pittong lớn là F2 F1 F2 F1 15000⇒ = ⇔ −4 = ⇔ F1 = 225 N S1 S 2 3.10 200.10 − 45.7)a)lưu lượng nước qua 2 vị trí là như nhau: S1v1=S2v2 10.10-4.5=5.10-4.v2 v2=10 m/sb)áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 vị trí, ta có: 1 2 1 2p1 + ρv1 = p 2 + v2 2 2ρ 1 1⇔ p1 = p 2 + ρ (v 2 − v12 ) = 2.10 5 + .1.10 3.(100 − 25) = 2,375.10 5 m / s 2 2 2c)lưu lượng nước A = Sv = S1v1 = 10.10 −4.5.60 = 0,3m 3 / min5.8) A 1,4.10 −4a)vận tốc dòng tại mặt thoáng là v1 = = = 17,8.10 −3 m / s S1 π .0,05 2 1 A 1,4.10 −4vận tốc dòng tại mặt lỗ là v 2 = = = 1,4m / s S2 1.10 − 4b)chiều cao của mực nước được đưa vào trong bình là h. Các phân tử nướcchuyển động thành dòng với khoảng cách là độ cao h, có vận tốc tại 2 vị trílà v1 và v2. Do đó v22-v12=2gh↔1,42-(17,8.10-3)2=2.9,8.h↔h=0,1 m 1 2 1 2 1pt + ρvt = p d + ρv d ⇔ p d − pt = ρ (vt2 − v d ) 2 2 2 2Máy bay có 2 cánh nên lực nâng 2 cánh của máy bay là F=P=2( p d − pt )S F 16000.9,8→ p d − pt = = = 1960 Pa → p d = p t + 1960 = 1,5.10 4 + 1960 = 16960 Pa 2S 2.405.13)Áp dụng định luật Béc-nu-li cho 2 đầu,ta có: 1 1p1 + ρ kk v12 = p 2 + ρ kk v 2 + ρ Hg g∆h 2 2 2 1⇔ ρ kk v12 = ρ Hg g∆h 2Vì p1 = p 2 = p a , v 2 = 0 2 ρ Hg gh 2.13,6.10 3.9,8.0,05⇔ v1 = = = 103m / s ρ kk 1,25Vậy vận tốc của dòng không thí là 103 m/s5.14)Áp dụng định luật Béc-nu-li cho một điểm nằm trên mặt thoáng và một điểmở miệng ống xiphong, ta có: 1 2 1 2p1 + ρv1 = p 2 + ρv 2 + ρg∆h 2 2 1 2⇔ ρv1 = ρg∆h ⇔ v1 = 2 gh = v 2Vậy v = 2 gh5.15)Lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra phải lớn hơn hoặc bằng áp lực tác dụng lênnửa bán cầu:F ≥ πr 2 ( p a − p ) = πr 2 ( p a − 0,1 p a ) = πr 2 .0,9 p a = π .0,3 2.0,9.1,013.10 5 = 25765 NVậy lực đủ để tách 2 nửa bán cầu ra là 25765N5.16)Áp dụng định luật Béc-nu-li,ta có: 1 2 1 2p1 + ρv1 = p 2 + ρv 2 + ρgh 2 2 1 1 1⇒ ∆p = p 2 + ρgh − p1 = ρgh = ρ (v12 − v 2 ) = ρv12 = ρv 2 2 2 2 2Vì p1 = p 2 = p a , v 2 = 0 2 ∆p 2.180⇒v= = = 107,76m / s = 388km / h ρ 0,0315.17) 3 1 1 1Ta có: p1 = p a + ρv12 , p 2 = p a + ρv 2 ⇒ ∆p = ρ (v 2 − v12 ) 2 2 2 2 2 S vMà S1v1 = S 2 v2 ⇔ v1 = S 2 2 1Do đó: 1 1 S 2v 2 1 2 S2∆p = ρ (v 2 − v12 ) = ρ (v 2 − 2 2 2 ) = ρv 2 (1 − 22 ) 2 2 2 2 S1 2 S1 1 3 2 ...