5139624392

17

Rozwiązanie:

W warunkach początkowych na denko działają siły parcia z dwóch stron (od wewnątrz i z zewnątrz tuby) i naturalnie się równoważą. Po przeniesieniu tuby do próżni znika siła parcia od zewnątrz, pozostaje zaś niezmieniona (przy zachowaniu stałej temperatury) siła parcia od wewnątrz. Ta pozostająca siła „usiłuje” wypchnąć denko. Obliczymy ją jako iloczyn powierzchni denka i ciśnienia panującego w tubie, zachowanego z warunków' początkowych:

P = A-P„ =^^d2'P*

D = 160mm=0,16m p_a =1025mbar = 102500Pa

P = -(0,16m)² • 102500Pa = 2060N 4

Zad. 1.25

Do tuby o średnicy 140 mm przyklejono obydwa denka przy ciśnieniu atmosferycznym wynoszącym 1000 hPa. Jaka siła działa na denka, jeśli ciśnienie na zewnątrz tuby spadnie do 0,03 MPa bez zmiany temperatury?

Odpowiedź: P=1078 N

Zad. 1.26

Jak duża i jak zwrócona siła jest potrzebna, żeby utrzymać przedstawioną cylindryczną beczkę o ciężarze 2000 N w pięciu kolejnych położeniach wskazanych na rysunku? Rozwiązać korzystając z zależności ciśnienia od głębokości zanurzenia.

!

1

et

o

u

ET

□

Rozwiązanie:

Według pierwszej zasady statyki, dla zapewnienia spoczynku ciała, siły działające na to ciało muszą się równoważyć. W każdym z przedstawionych przypadków dodatkowa siła musi równoważyć wypadkową sil działających ze strony naturalnego otoczenia beczki. Te naturalne siły, to siły masowe oraz siły powierzchniowe.

W każdym położeniu na beczkę działa siła masowa (ciężar) oraz siły powierzchniowe. Siły powierzchniowe równoważą się w kierunku poziomym, ale nie muszą się równoważyć w kierunku pionowym. To właśnie zagadnienie trzeba poddać analizie.

W pierwszym położeniu na górnej i dolnej powierzchni beczki ciśnienia są jednakowe (równe ciśnieniu atmosfery cznemu), więc i siły powierzchniowe są jednakow e. Wobec tego dodatkow a siła F musi zrównoważyć tylko ciężar beczki G, zatem pow inna działać w górę i mieć w artość:

F = G = 2000N