В боковой поверхности цилиндрического сосуда стоящего
Страница 2 из 2
232. В боковой поверхности цилиндрического сосуда, стоящего на горизонтальной поверхности, имеется отверстие, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения самого сосуда. Отверстие расположено на расстоянии h1 = 49 см от уровня воды в сосуде, который поддерживается постоянным, и на расстоянии h2 = 25 см от дна сосуда. Пренебрегая вязкостью воды, определите расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды.
233. На столе стоит наполненный водой широкий цилиндрический сосуд высотой h = 40 см. Пренебрегая вязкостью, определите, на какой высоте от дна сосуда должно располагаться небольшое отверстие, чтобы расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды, было максимальным.
234. Для вытекания струи жидкости из сосуда с постоянной скоростью применяют устройство, приведенное на рисунке (сосуде Мариотта). Определить скорость истечения струи.
235. Площадь соприкосновения слоев текущей жидкости S = 10 см2, коэффициент динамической вязкости жидкости η = 10-3 Па с, а возникающая сила трения между слоями F = 0,1 мН. Определить градиент скорости.
236. Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в три раза больше плотности материала шарика. Определить отношение силы трения, действующей на всплывающий шарик, к его весу.
237. Смесь свинцовых дробинок (плотность ρ = 11,3 г/см3) диаметром 4 мм и 2 мм одновременно опускают в широкий сосуд глубиной h = 1,5 м с глицерином (плотность ρ = 1,26 г/см3, динамическая вязкость η = 1,48 Па*с). Определить, насколько больше времени потребуется дробинам меньшего размера, чтобы достичь дна сосуда.
238. В широком сосуде, наполненном глицерином (плотность ρ = 1,26 г/см3, динамическая вязкость η = 1,48 Па * с), падает свинцовый шарик (плотность ρ = 11,3 г/см3). Считая, что при числе Рейнольдса Re <= 0,5 выполняется закон Стокса (при вычислении Re в качестве характерного размера берется диаметр шарика), определите предельный диаметр шарика.
239. Стальной шарик (плотность ρ = 9 г/см3) диаметром d = 0,8 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле (плотность ρ` = 0,96 г/см3, динамическая вязкость η = 0,99 Па*с). Учитывая, что критическое значение числа Рейнольдса Reкр = 0,5, определить характер движения масла, обусловленный падением в нем шарика.
240. Пробковый шарик (плотность ρ = 0,2 г/см3) диаметром d = 6 мм всплывает в сосуде, наполненном касторовым маслом (плотность ρ` = 0,96 г/см3), с постоянной скоростью v = 1,5 см/с. Определить для касторового масла: 1) динамическую вязкость η; 2) кинетическую вязкость ν.
241. В боковую поверхность сосуда вставлен горизонтальный капилляр с внутренним диаметром d = 2 мм и длиной l = 1,2 см. Через капилляр вытекает касторовое масло (плотность ρ = 0,96 г/см3, динамическая вязкость η = 0,99 Па * с), уровень которого в сосуде поддерживается постоянным на высоте h = 30 см выше капилляра. Определите время, которое требуется для протекания через капилляр 10 см3 масла.
242. В боковую поверхность цилиндрического сосуда D вставлен капилляр с внутренним диаметром d и длиной l. В сосуд налита жидкость с динамической вязкостью η. Определить зависимость скорости и понижение уровня жидкости в сосуде от высоты h этого уровня над капилляром.
243. В боковую поверхность цилиндрического сосуда, установленного на столе, вставлен на высоте h1 = 10 см от его дна капилляр с внутренним диаметром d = 2 мм и длиной l = 1 см. В сосуде поддерживается постоянный уровень машинного масла (плотность ρ = 0,9 г/см3, динамическая вязкость η = 0,1 Па * с) на высоте h2 = 70 см выше капилляра. Определите расстояние по горизонтали от конца капилляра до места, куда попадает струя масла.
244. Определить наибольшую скорость, которую может приобрести свободно падающий в воздухе (ρ = 1,29 кг/м3) свинцовый шарик (ρ` = 11,3 г/см3) массой m = 12 г. Коэффициент сопротивления Cx принять равным 0,5.
245. Парашют (m1 = 32 кг) пилот (m2 = 65 кг) в раскрытом состоянии имеет форму полусферы диаметром d = 12 м, обладая коэффициентом сопротивления Cx = 1,3. Определить максимальную скорость, развиваемую пилотом, при плотности воздуха 1,29 кг/м3.
246. Автомобиль с площадью миделя (наибольшая площадь сечения в направлении, перпендикулярном скорости) S = 2,2 м2, коэффициентом лобового сопротивления Сх = 0,4 и максимальной мощностью P = 45 кВт может на горизонтальных участках дороги развивать скорость до 140 км/ч. При реконструкции автомобиля уменьшают площадь миделя до S1 = 2 м2, оставляя Сх прежним. Принимая силу трения о поверхность дороги постоянной, определить, какую максимальную мощность должен иметь автомобиль, чтобы он развивал на горизонтальных участках дороги скорость до 160 км/ч. Плотность воздуха принять равной 1,29 кг/м3.
247. Объясните, зависит ли разность давлений на нижнюю и верхнюю поверхность крыла самолета от высоты его подъема.
Источник
I. Цель практического занятия:
- Закрепить и углубить знание теоретических вопросов, основных понятий и формул, уравнений механики жидкостей.
- Учиться применять полученные знания для решения задач по данной теме.
II. Расчёт учебного времени:
| Содержание занятия | Время (мин.) |
| Вступительная часть: Объявление темы и цели занятия. Контрольный опрос:
Основная часть:
Заключительная часть: |
|
Контрольный опрос
- Уравнение неразрывности:
- Уравнение Бернулли:
– статическое давление жидкости для данного сечения трубки тока;
– динамическое давление для этого же сечения;
– гидростатическое давление.
- Для горизонтальной трубки тока:
- Формула Стокса, определяющая силу сопротивления, действующую на медленно движущийся в вязкой среде шарик: ,
– радиус шарика;
– его скорость.
- Формула Пуазейля, определяющая объем жидкости, протекающий за время t через капиллярную трубку диной l:
R – радиус трубки;
– разность давлений на концах трубки.
Основная часть
Пример №1 Чер.№7-4
Горизонтальный цилиндр насоса имеет диаметр 20 см. в нём движется со скоростью м/с поршень, выталкивая воду через отверстие диаметром d2=2см. С какой скоростью будет вытекать вода из отверстия? Каково будет избыточное давление p воды в цилиндре?
Пример №2 Тр.№1.220
Площадь поршня, вставленного в горизонтально расположенный, налитый водой цилиндр, S1=1,5 см2, а площадь отверстия S2=0,8 мм2. Пренебрегая трением и вязкостью, определить время t, за которое вытечет вода из цилиндра, если на поршень действовать постоянной силой F=5Н, а ход поршня l=5 см. плотность воды =1000 кг/м3.
Пример №3 Тр.№1.214
В бочку заливается вода со скоростью 200 см3/с. На дне бочки образовалось отверстие площадью поперечного сечения 0,8 см2. Пренебрегая вязкостью воды, определить уровень воды в бочке.
Пример № 4 Тр.№1.226
По горизонтальной трубе переменного сечения течёт вода. Площади поперечного сечения трубы на разных её участках соответственно равны S1=10 см2 и S2=20 см2. Разность уровней воды в вертикальных трубках одинакового сечения составляет 20 см. Определить объём воды, проходящей за 1с через сечение трубы.
| Дано: S1=10-3м2S2=2·10-3м2 =0,2м t=1с | Решение: Из уравнения неразрывности струи: Из уравнения Бернулли: . Тогда: Объём воды, проходящий за 1с через сечение трубы: | ||
| V/-? |
Пример№5
Цилиндрический бак высотой h=1 м наполнен до краёв водой. За какое время вся вода выльется из отверстия, расположенного у дна бака? Площадь поперечного сечения отверстия в 400 раз меньше площади бака.
Пример №6. Тр.№1.232
В боковой поверхности цилиндрического сосуда, стоящего на горизонтальной поверхности, имеется отверстие, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения самого сосуда. Отверстие расположено на расстоянии h1=49см от уровня воды в сосуде, который поддерживается постоянным, и на расстоянии h2=25см от дна сосуда. Пренебрегая вязкостью воды, определить расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды.
Пример №7 Тр.№1.239
Стальной шарик (плотность =9г/см3) диаметром d=0,8см падает с постоянной скоростью в касторовом масле ( =0,96г/см3, динамическая вязкость =0,99Па·с.) Учитывая, что критическое значение числа Рейнольдса Reкр=0,5, определить характер движения масла, обусловленный падением в нём шарика.
| Дано: =9·103кг/м3d=8·10-3м =0,96·103кг/м3 =0,99Па·с Reкр=0,5 | Решение: При установившемся движении шарика ( ): , FA – сила Архимеда; FСТ – сила внутреннего трения. Так как |
| Re-? |
Пример№8 Тр.№1.241
В боковую поверхность сосуда вставлен горизонтальный капилляр внутренним диаметром d=2мм и длиной l=1,2см. Через капилляр вытекает касторовое масло (плотность =0,96г/см3, динамическая вязкость =0,99Па·с), уровень которого в сосуде поддерживается постоянным на высоте h=30см выше капилляра. Определить время, которое требуется для протекания через капилляр 10см3 масла.
Заключительная часть
- Задаётся задание на самостоятельное решение:
Т.И.Трофимова «Сборник задач по курсу физики.»
№1.216; 1.218; 1.233; 1.238.
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
Источник
4.1. Найти скорость v течения углекислого газа по трубе, если известно, что за время t= 30 мин через поперечное сечение трубы протекает масса газа m = 0,51 кг. Плотность газа р = 7,5 кг/м3. Диаметр трубы D= 2 см.
Решение:
4.2. В дне цилиндрического сосуда диаметром D= 0,5 м име круглое отверстие диаметром d= 1см. Найти зависимость скорости понижения уровня воды в сосуде от высоты hэтого уровня. Найти значение этой скорости для высоты h= 0,2 м.
Решение:
4.3. На столе стоит сосуд с водой, в боковой поверхности которого имеется малое отверстие, расположенное на рас h1 от дна сосуда и на расстоянии h2от уровня воды. Уровень воды в сосуде поддерживается постоянным. На каком расстоянии l от сосуда ( по горизонтали) струя воды падает на стол в случае, если: a) h1= 25 см, h2=16см ; б) h1 =16 см, h2 = 25 см?
Решение:
4.4. Сосуд, наполненный водой, сообщается с атмосферой через стеклянную трубку, закрепленную в горлышке сосуда. Кран К находится на расстоянии h2= 2 см от дна сосуда. Найти скорость v вытекания воды из крана в случае, если расстояние между нижним концом трубки и дном сосуда: а) h1 = 2 см; б) h1 =7,5 см; в) h1 =10 см.
Решение:
4.5. Цилиндрической бак высотой h= 1 м наполнен до краев водой. За какое время t вся вода выльется через отверстие, расположенное у дна бака, если площадь S2поперечного сечения отверстия в 400 раз меньше площади поперечного сечения бака? Сравнить это время с тем, которое понадобилось бы для вытекания того же объема воды, если бы уровень воды в баке поддерживался постоянным на высоте h= 1 м от отверстия.
Решение:
4.6. В сосуд льется вода, причем за единицу времени наливается объем воды V1= 0,2 л/с. Каким должен быть диаметр dотверстия в дне сосуда, чтобы вода в нем держалась на постоянном уровне h =8,3 см?
Решение:
4.7. Какое давление р создает компрессор в краскопульте, если струя жидкой краски вылетает из него со скоростью v = 25 м/с? Плотность краски р = 0,8 • 103 кг/м3.
Решение:
4.8. По горизонтальный трубе АВ течет жидкость. Разность уровней этой жидкости в трубах а и bравна dh = 10 см. Диаметры трубок а и bодинаковы. Найти скорость v течения жидкости в трубе АВ.
Решение:
4.9. Воздух продувается через трубку АВ. За единицу времени через трубку АВ протекает объем воздуха V1= 5 л/мин. Площадь поперечного сечения широкой части трубки АВ равна S1 = 2 см2, а узкой ее части и трубки abcравна S2= 0,5 см2. Найти разность уровней dhводы, налитой в трубку abc. Плотность воздуха р = 1,32 кг/м3.
Решение:
4.10. Шарик всплывает с постоянной скоростью v в жид, плотность р1которой в 4 раза больше плоскости мате шарика. Во сколько раз сила трения Fтр , действующая на всплывающий шарик, больше силы тяжести mg, действующей на этот шарик?
Решение:
4.11. Какой наибольшей скорости v может достичь дождевая капля диаметром d= 0,3 мм, если динамическая вязкость воз n= 1,2-10-5 Па*с?
Решение:
4.12. Стальной шарик диаметром d = 1мм падает с посто скоростью v = 0,185 см/с в большом сосуде, наполненном касторовым маслом. Найти динамическую вязкость nкасторо масла.
Решение:
4.13. Смесь свинцовых дробинок с диаметрами d1 =3 мм и d2= 1 мм опустили в бак с глицерином высотой h= 1 м. На сколько позже упадут на дно дробинки меньшего диаметра по сравнению с дробинками большего диаметра? Динамическая вязкость глицерина n= 1,47 Па*с.
Решение:
4.14. Пробковый шарик радиусом r = 5 мм всплывает в сосуде, наполненном касторовым маслом. Найти динамическую и кинематическую вязкости касторового масла, если шарик всплывает с постоянной скоростью v = 3,5 см/с.
Решение:
4.15. В боковую поверхность цилиндрического сосуда радиусом R = 2 см вставлен горизонтальный капилляр, внутренний радиус r= 1 мм которого и длина l = 2 см. В сосуд налито касторовое масло, динамическая вязкость которого n= 1,2Па*с. Найти зависимость скорости v понижения уровня касторового масла в сосуде от высоты hэтого уровня над капилляром. Найти значение этой скорости при h= 26 см.
Решение:
4.16. В боковую поверхность сосуда вставлен горизон капилляр, внутренний радиус которого r= 1 мм и длина l = 1,5 см. В сосуд налит глицерин, динамическая вязкость которого n= 1,0Па*с. Уровень глицерина в сосуде поддержи постоянным на высоте h = 0,18м выше капилляра. Какое время потребуется на то, чтобы из капилляра вытек объем глицерина V = 5 см3?
Решение:
4.17. На столе стоит сосуд, в боковую поверхность которого вставлен горизонтальный капилляр на высоте h1= 5 см от дна сосуда. Внутренний радиус капилляра r =1 мм и длина l = 1 см. В сосуд налито машинное масло, плотность которого р = 0,9 • 103 кг/м3 и динамическая вязкость n = 0,5 Па*с. Уровень масла в сосуде поддерживается постоянным на высоте h2– 50 см выше капилляра. На каком расстоянии Lот конца капилляра (по горизонтали) струя масла падает на стол?
Решение:
4.18. Стальной шарик падает в широком сосуде, напол трансформаторным маслом, плотность которого р — 0,9 • 103 кг/ m3 и динамическая вязкость n= 0,8Па*с. Считая, что закон Стокса имеет место при числе Рейнольдса Re< 0,5 (если при вычислении Reв качестве величины Dвзять диаметр шарика), найти предельное значение диаметра Dшарика.
Решение:
4.19. Считая, что ламинарность движения жидкости (или газа) в цилиндрической трубе сохраняется при числе Рейнольдса Rе<3000 (если при вычислении Reв качестве величины Dвзять диаметр трубы), показать, что условия задачи 4.1 соответствуют ламинарному движению. Кинематическая вязкость газа v = 1,33 • 10-6 м2/с.
Решение:
4.20. Вода течет по трубе, причем за единицу времени через поперечное сечение трубы протекает объем воды V1= 200см3/с. Динамическая вязкость воды n =0,001 Па*с. При каком предельном значении диаметра Dтрубы движение воды остается ламинарным? (Смотри условие предыдущей задачи.)
Решение:
/>
Источник
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА «ФИЗИКА»
Практические занятия
по дисциплине
«Физика»
Часть I
Механика (2)
Молекулярная физика
Термодинамика
Методические указания
РПК «Политехник»
Волгоград
2006
УДК
П 69
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА». Часть I. «Механика» (2), «Молекулярная физика», «Термодинамика»: Методические указания / Сост. ёва; Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград, 2006. – 55 с.
Рассматривается материал, относящийся к разделам «Механика», «Молекулярная физика» и «Термодинамика». Приведен в компактном виде теоретический материал соответствующих разделов, а также типовые задачи и задачи, предложенные для самостоятельного решения.
Предназначены в помощь преподавателям и студентам, обучающимся по направлениям 260700.
Библиогр.: 4 назв.
Рецензент к. т. н. доцент
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета.
Ковалева
Практические занятия по дисциплине «Физика» Часть I. Механика (2)
«Молекулярная физика», «Термодинамика»
Методические указания. Под редакцией автора.
Темплан 2006 г., поз. №. 49.
Лицензия ИД № 000 от 01.01.01 г.
Подписано в печать г. Формат 60×84 1/16. Бумага листовая.
Гарнитура ”Times“. Усл. печ. л. 3,44. Усл. авт. л. 3,31.
Тираж 100 экз. Заказ № 24.
Волгоградский государственный технический университет
400131 Волгоград, просп. им. , 28.
РПК «Политехник»
Волгоградского государственного технического университета
400131 Волгоград, ул. Советская, 35.
ВВЕДЕНИЕ
Данные методические указания являются пособием для проведения практических занятий по дисциплине «Физика»
(«Механика» (2), «Молекулярная физика», «Термодинамика»).
Целью данного пособия является описание методики проведения практических занятий по следующим разделам физики: «Механика», «Молекулярная физика» и «Термодинамика». Каждое практическое занятие рассчитано на 2 аудиторных часа. К каждому практическому занятию отдельно составлен план проведения занятия с указанием цели занятия; в компактном виде приведён теоретический материал; рассмотрены типовые задачи с их решениями.
Тема 4.1 Элементы механики жидкостей
I. Цель практического занятия:
Закрепить и углубить знание теоретических вопросов, основных понятий и формул, уравнений механики жидкостей. Учиться применять полученные знания для решения задач по данной теме.
II. Расчёт учебного времени:
Содержание занятия | Время (мин.) |
Вступительная часть: Объявление темы и цели занятия. Контрольный опрос: Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для стационарного течения идеальной несжимаемой жидкости. Уравнение для трубки тока, расположенной горизонтально. Формула Стокса. Формула Пуазейля. Основная часть: Решение задач по темам:
Заключительная часть: Подведение итогов занятий, объявление задания на самостоятельное решение. | 10 70 10 |
Контрольный опрос
Уравнение неразрывности: Уравнение Бернулли:
– статическое давление жидкости для данного сечения трубки тока;
– динамическое давление для этого же сечения;
– гидростатическое давление.
Для горизонтальной трубки тока: Формула Стокса, определяющая силу сопротивления, действующую на медленно движущийся в вязкой среде шарик: ,
– радиус шарика;
– его скорость.
Формула Пуазейля, определяющая объем жидкости, протекающий за время t через капиллярную трубку диной l:
R – радиус трубки;
– разность давлений на концах трубки.
Основная часть
Пример №1
Горизонтальный цилиндр насоса имеет диаметр 20 см. в нём движется со скоростью м/с поршень, выталкивая воду через отверстие диаметром d2=2 см. С какой скоростью будет вытекать вода из отверстия? Каково будет избыточное давление p воды в цилиндре?
Дано: |
Решение:
Из уравнения неразрывности:
;
Тогда:
Т. к. труба горизонтальная, то:
Поэтому:
Пример №2
Площадь поршня, вставленного в горизонтально расположенный, налитый водой цилиндр, S1=1,5 см2, а площадь отверстия S2=0,8 мм2. Пренебрегая трением и вязкостью, определить время t, за которое вытечет вода из цилиндра, если на поршень действовать постоянной силой F=5 Н, а ход поршня l=5 см. плотность воды =1000 кг/м3.
Дано: |
t-? |
Решение:
Объем вытекающей из цилиндра воды можно расписать:
Тогда время вытекания воды:
Цилиндр расположен горизонтально,
поэтому: т. е.
Из уравнения неразрывности: , тогда и .
И, окончательно
Пример №3
В бочку заливается вода со скоростью 200 см3/с. На дне бочки образовалось отверстие площадью поперечного сечения 0,8 см2. Пренебрегая вязкостью воды, определить уровень воды в бочке.
Дано: |
h-? |
Решение:
Т. к. уровень воды в бочке постоянный, то объем залитой за воды равен объему вылившейся воды:
то есть,
За нулевой уровень выберем дно бочки, тогда:
;
Пример № 4
По горизонтальной трубе переменного сечения течёт вода. Площади поперечного сечения трубы на разных её участках соответственно равны S1=10 см2 и S2=20 см2. Разность уровней воды в вертикальных трубках одинакового сечения составляет 20 см. Определить объём воды, проходящей за 1с через сечение трубы.
Дано: S1=10-3м2 S2=2·10-3м2 =0,2м t=1с |
V/-? |
Решение:
Из уравнения неразрывности струи:
Из уравнения Бернулли:
.
Тогда:
Объём воды, проходящий за 1с через сечение трубы:
Пример№5
Цилиндрический бак высотой h=1 м наполнен до краёв водой. За какое время вся вода выльется из отверстия, расположенного у дна бака? Площадь поперечного сечения отверстия в 400 раз меньше площади бака.
Дано: h=1м |
t-? |
Решение:
– скорость опускания уровня воды в баке.
– скорость вытекания воды из бака.
Из уравнения неразрывности:
Из уравнения Бернулли: , где y – уровень воды в баке. Тогда:
и
Считаем, что за малый промежуток времени dt скорость мало изменится, а уровень воды понизится на:
Откуда:
Тогда:
Пример №6
В боковой поверхности цилиндрического сосуда, стоящего на горизонтальной поверхности, имеется отверстие, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения самого сосуда. Отверстие расположено на расстоянии h1=49 см от уровня воды в сосуде, который поддерживается постоянным, и на расстоянии h2=25 см от дна сосуда. Пренебрегая вязкостью воды, определить расстояние по горизонтали от отверстия до места, куда попадает струя воды.
Дано: h1=0,49м h2=0,25м |
S-? |
Решение:
Из уравнения Бернулли:
;
Найдём t/: ; и ; Тогда:
Пример №7
Стальной шарик (плотность =9 г/см3) диаметром d=0,8 см падает с постоянной скоростью в касторовом масле (=0,96 г/см3, динамическая вязкость =0,99 Па·с.) Учитывая, что критическое значение числа Рейнольдса Reкр=0,5, определить характер движения масла, обусловленный падением в нём шарика.
Дано: =9·103кг/м3 d=8·10-3м =0,96·103кг/м3 =0,99Па·с Reкр=0,5 |
Re-? |
Решение:
При установившемся движении шарика
(): ,
FA – сила Архимеда;
FСТ – сила внутреннего трения.
Так как
, то .
Для шара небольшого радиуса, движущегося в вязкой
жидкости, число Рейнольдса: , где
d –диаметр шарика. Тогда:
Так как то движение масла, обусловленное падением в него шарика, имеет турбулентный характер.
Пример№8
В боковую поверхность сосуда вставлен горизонтальный капилляр внутренним диаметром d=2 мм и длиной l=1,2 см. Через капилляр вытекает касторовое масло (плотность =0,96 г/см3, динамическая вязкость =0,99 Па·с), уровень которого в сосуде поддерживается постоянным на высоте h=30 см выше капилляра. Определить время, которое требуется для протекания через капилляр
10 см3 масла.
Дано: =0,96·103кг/м3 =0,99Па·с l=0.012м r=10-3м h=0,3м V=10-5м3 |
t-? |
Решение:
Из формулы Пуазейля:
, где .
Тогда:
Заключительная часть
- Задаётся задание на самостоятельное решение:
«Сборник задач по курсу физики.»
№1.216; 1.218; 1.233; 1.238
Тема 5.1 Механические гармонические колебания.
Маятники. Сложение колебаний.
I. Цель практического занятия:
1. Закрепить и углубить знания теоретических вопросов, основных понятий и формул, способов расчёта.
2. Учится применять полученные знания для решения задач по данной теме.
II. Расчёт учебного времени:
Содержание занятия: | Время (мин.) |
Вступительная часть: Объявление темы и цели занятия Контрольный опрос: Уравнение гармонических колебаний. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Энергия колеблющейся точки. Периоды колебаний: а) пружинного б) физического в) математического маятников. Сложение двух гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Уравнение траектории движения точки, участвующей в двух взаимно перпендикулярных колебаниях одинаковой частоты. Основная часть: Решение задач:
Заключительная часть: Подведение итогов занятия, объявление задания на самостоятельное решение. | 10 70 10 |
Контрольный опрос:
1.
ν =начальная фаза.
2.
3. кинетическая;
потенциальная;
полная энергия.
4.
а) , – жесткость пружины;
б) ;
I – момент инерции маятника относительно оси колебания;
d – расстояние между точкой подвеса и центром масс.
– приведенная длина физического маятника.
в)
5. Амплитуда результирующего колебания: Начальная фаза результирующего колебания:
6.
Основная часть:
Пример №1
Материальная точка совершает гармонические колебания согласно уравнению , м. определить:
1) амплитуду колебаний; 2) период колебаний; 3) начальную фазу колебаний; 4) максимальную скорость точки; 5) максимальное ускорение точки; 6) через сколько времени после начала отсчёта точка будет проходить через положение равновесия.
Дано: ,м |
А-? Т-? |
Решение:
1) А=0,02 м
2) ; .
3)
4) ; м/с
5)
м/с2
6) , тогда:
;
Пример №2
Материальная точка, совершающая гармонические колебания с частотой Гц, в момент времени t=0 проходит положение, определяемое координатой м, со скоростью м/с. Определить амплитуду колебаний.
Решение:
Поделим выражения: ,
Тогда:
Из тригонометрического тождества:
, тогда
Т. к. , то м
Пример №3
Полная энергия Е гармонически колеблющейся точки равна
10 мкДж, а максимальная сила Fmax, действующая на точку, равна
-0,5 мН. Написать уравнение движения этой точки, если период Т колебаний равен 4 с, а начальная фаза =.
Решение:
Т. к. ;
, тогда м
,
Тогда: , м
Пример№4
Материальная точка колеблется согласно уравнению , где А=5см и когда возвращающая сила F в первый раз достигает значения -12мН, потенциальная энергия П точки оказывается равной 0,15 мДж. Определить: 1) момент времени t;
2) соответствующую этому моменту фазу.
Решение:
Тогда:
и
Пример №5
На горизонтальной пружине жёсткостью k=800 Н/м укреплён шар массой М=4 кг, лежащий на гладком столе, по которому он может скользить без трения. Пуля массой m=10 г, летящая с горизонтальной скоростью =600 м/с и имеющая в момент удара скорость направленную вдоль оси пружины, попала в шар и застряла в нём. Пренебрегая массой пружины и сопротивлением воздуха, определить:
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 |
Источник