3826200193

Zadania z fizyki dla I roku Wydziału Mech. Energetycznego LISTA 10 - Hydrodynamika płynów

10.1. Gdy drewniany klocek pływa w słodkiej wodzie, nad wodą znajduje się 1/3 jego objętości. Klocek ten może również pływać w oleju, lecz wtedy nad cieczą znajduje się 1/10 jego objętości. Wyznaczyć gęstość: (a) drewna, (b) oleju.

10.2    Wypełniona wodą drewniana beczka o średnicy 20cmstoi poziomo i jest zamknięta szczelnie od góry pokrywą, przez którą przechodzi długa, pionowa rurka o promieniu 3mm. Po wypełnieniu rurki wodą do wysokości 12m beczka rozpada się. Wyznaczyć ciężar wody w rurce oraz siłę przyłożoną do pokrywy beczki.

10.3    Obustronnie otwarta rurka w kształcie litery U jest częściowo napełniona rtęcią (gęstość Pu_t =1360dcg/m³ ), a częściowo wodą, jak na rys. 1. Ile wynosi h2 w stanie równowagi, jeśli hl = lcm?

10.4    Do tłoka strzykawki o średnicy l,5cm, jest przyłożona siła 5N. Średnica igły wynosi 0,2mm. (a) Pod działaniem jakiej siły ciecz wylatuje z igły? (b) Pod działaniem jakiej siły ciecz ze strzykawki będzie mogła być wstrzyknięta do żyły, gdzie ciśnienie wynosi 18mmHg ?

10.5    Strumień wody wypływa pionowo w dół z poziomego kranu, którego końcówka wylewki jest zgięta po kątem prostym. Przekrój poprzeczny kranu wynos S a woda płynie z prędkością v. Z jaką siłą działa woda na kran (próbując go oderwać od baterii)?

10.6    Hydrometr to proste urządzenie pozwalające mierzyć gęstość cieczy, w której pływa. Jest to szklana rurka o przekroju kołowym, na jednym końcu której znajduje się zatopione w szkle obciążenie (np. kawałek metalu). Na ściankach bocznych jest naniesiona skala. Pewien hydrometr ma masę całkowitą 50 g i pole przekroju poprzecznego 2cm². W jakiej odległości od obciążonego końca hydrometru należy postawić na skali wartość 1000kg/m³ ?

10.7    Oszacować średnią moc serca, które bije 70 razy na minutę i tłoczy przy każdym uderzeniu do tętnic 70cm³ krwi o gęstości 1050kg/m³ pod średnim ciśnieniem 105mmHg .

10.8    Jaka siła działa na poziomy dach budynku o powierzchni 120m² przy wietrze wiejącym z prędkością 30m/s ?

10.9    W dnie cylindrycznego zbiornika napełnionego wodą do wysokości H o polu poprzecznego przekroju S znajduje się otwór o powierzchni s. Pokazać, że: (a) prędkość wypływu wody ze zbiornika przez otwór wynosi ^2gH/[l-(s/S)²] (b) prędkość opadania słupa wody w zbiorniku dH/dt = -^2gHs²/(s² -s²). W jakim czasie wyleje się woda?

10.10    Boczna ściana dużego zbiornika z wodą przerdzewiała na wysokości h = 4m nad ziemią i d =16m pod poziomem wody. Z powstałej dziury woda wycieka w tempie 2,51/min. Z jaką prędkością v wypływa strumień wody? Jaki przekrój ma dziura? Jak daleko od ściany zbiornika strumień opada na ziemię?

Hg

16