Задача 2. В сосуде с жидкостью сделано отверстие площадью S. Размеры отверстия малы по сравнению с высотой столба жидкости. В одном случае отверстие закрыто пластинкой и измеряется сила давления жидкости на пластинку F1 при высоте столба жидкости h (рис.). В другом случае тот же сосуд стоит на тележке, отверстие открыто, и измеряется сила отдачи F2 при установившемся токе жидкости в момент, когда высота столба жидкости будет та же, что и в первом случае. Будут ли силы F1 и F2 равны?
Решение:
Согласно закону Паскаля давление на жидкость передается во всех направлениях одинаково, поэтому в первом случае давление, производимое на пластинку жидкостью, равно гидростатическому давлению столба жидкости высотой h, а значит, F1 = ρghS , где ρ - плотность жидкости.
Во втором случае сила F2 согласно второму закону Ньютона равна изменению импульса жидкости в единицу времени .
Изменение импульса Δp = Δmv , где Δm - масса жидкости, вытекающей в единицу времени, v - скорость истечения жидкости из отверстия.
Масса вытекающей жидкости Δm = ρgS, скорость истечения согласно формуле Торричелли. Следовательно,
F2 = ρv2S = 2ρghS.
Таким образом, F2 = 2F1 . Объяснить это можно так. Когда жидкость вытекает из малого отверстия, линии тока вблизи него сгущаются, а значит, как следует из уравнения Бернулли, давление на стенку вблизи отверстия уменьшается. Поэтому сила реакции вытекающей струи оказывается больше силы статического давления на площадь отверстия.
Ответ: силы F1 и F2 не равны.
Задача 1. Из отверстия в дне высокого сосуда вытекает вода. Сечение сосуда S1, сечение струи S2 (рис.). Найдите ускорение, с которым перемещается уровень воды в сосуде.
Задача 2. В сосуде с жидкостью сделано отверстие площадью S. Размеры отверстия малы по сравнению с высотой столба жидкости. В одном случае отверстие закрыто пластинкой и измеряется сила давления жидкости на пластинку F1 при высоте столба жидкости h (рис.). В другом случае тот же сосуд стоит на тележке, отверстие открыто, и измеряется сила отдачи F2 при установившемся токе жидкости в момент, когда высота столба жидкости будет та же, что и в первом случае. Будут ли силы F1 и F2 равны?
Задача 3. Из крана выливается вода. Начиная с некоторого места, диаметр струи уменьшается на протяжении h от а до b (рис.). Сколько воды вытечет из крана за время t?
Задача 4. Площадь поршня в шприце S1 = 2 см2, а площадь отверстия S2 = 1 мм2 (рис.). Сколько времени будет вытекать вода из шприца, если действовать на поршень с силой F = 5 H и если ход поршня l = 5 см?
Задача 5. Потенциал потока нервного волокна кальмара = -60мВ, а потенциал действия +35В. В следствии чего происходит такое изменение мембранного потенциала?
Задача 6.Сила тока в соленоиде изменяется по закону J=10t-t^2. Индуктивность соленоида L=10Гц. Какая ЭДС самоиндукции будет в соленоиде через Δt=2с?
Задача 7. два одинаковых маховика были раскручены до частоты вращения = 480мин^-1 и представлены сами себе. Под действием трения валов о подшипники 1 маховик остановился через t1=1мин20сек. 2-ой до полной остановки N=240 оборотов. Считая, что момент силы трения в обоих случаях постоянный. Определите во сколько раз момент силы трения одного больше другого?
Задача 8. Определите интенсивность звуков с частотами 100Гц, 500 Гц и 1000Гц, если уровень громкости звуков одинаков и равен 40.
Задача 9. На толстую стеклянную пластинку, покрытую тонкой пленкой с показателем преломления n=1,4. Падает нормально параллельный пучок монохроматического света с λ=0,6 мкм. Отражённый свет максимально ослаблен в следствии интерфернции. Определите минимальную толщину
плёнки.
Чертов, Воробьев