В боковой стенке сосуда имеется отверстие
Задача по физике – 3967
Пробирку длиной $L = 1 м$ заполнили атмосферным воздухом под давлением $P_{0} =10^{5} Па$, закрыли легким подвижным поршнем и погрузили в сосуд с жидкостью на глубину $H = 40 м$. Какая часть длины пробирки $alpha = x/L$ будет заполнена газом? Температура постоянна, давление насыщенных паров – мало, $rho_{max} = 1,26 г/см^{3}$ (глицерин), $g = 10м/с^{2}$.
Подробнее
Задача по физике – 3978
Герметически закрытый бак высотой $h = 5,0 м$ заполнен водой доверху. На дне его находятся два одинаковых пузырька воздуха. Давление на дно бака $p_{0} = 0,15 МПа$. Каким станет это давление, если всплывет один пузырек? Оба пузырька? Стенки бака считаются абсолютно жесткими, вода – несжимаемой.
Подробнее
Задача по физике – 4173
Перевернутая тяжелая коническая воронка поставлена на ровную горизонтальную поверхность, покрытую листовой резиной (рис. 1). Узкое отверстие воронки заканчивается тонкой трубкой, через которую внутрь воронки можно наливать воду. Оказалось, что вода начинает вытекать из-под воронки, когда высота уровня воды в трубке становится равной $h$. Определить массу воронки $M$, если площадь сечения ее широкого отверстия равна $S$, а высота воронки равна $H$.
Подробнее
Задача по физике – 4174
Два шара одинакового размера, один легкий, а другой тяжелый, прикреплены к тонкому стержню, причем тяжелый к середине стержня, а легкий к одному из его концов. При погружении в воду в неглубоком месте свободный конец стержня опирается о дно, стержень располагается наклонно и из воды выступает только часть легкого шара, причем отношение объема выступающей части к объему всего шара равно $n$ (рис. 1). Будет ли эта система плавать или она утонет, если ее опустить в воду на глубоком месте? Массу стержня считать пренебрежимо малой.
Подробнее
Задача по физике – 4175
В бассейне плавает лодка. Как изменится уровень воды в бассейне, если из лодки в бассейн бросить камень? Что произойдет с уровнем воды в бассейне, если в днище лодки проделать отверстие и лодка начнет погружаться? Если уровень воды в бассейне при этом изменится, то в какой момент начнется изменение?
Подробнее
Задача по физике – 4176
В боковой стенке широкого сосуда имеется отверстие, закрытое пробкой (рис. 1). Найти реактивную силу, которая будет стремиться сдвинуть сосуд с места, если вынуть пробку. Площадь сечения отверстия равна $S$, а высота уровня воды над отверстием равна $h$.
Подробнее
Задача по физике – 4177
Сосуд, имеющий кран вблизи дна, заполняется водой, после чего плотно закрывается пробкой, сквозь которую проходит открытая с обоих концов трубка (рис. 1). С какой скоростью будет вытекать вода из сосуда, если открыть кран?
Подробнее
Задача по физике – 4178
На рис. 1 показана модель водопровода. Из поднятого на некоторую высоту $h$ резервуара, играющего роль водонапорной башни, выходит магистральная труба постоянного сечения $S$ и длины $l$. Эта труба заканчивается узкой загнутой вверх трубкой сечения $S_{1}$ с краном, при открывании которого из трубки бьет фонтан. С какой скоростью бьет вода из фонтана и на какую максимальную высоту она поднимается? С какой скоростью движется вода в магистральной трубе и каково там давление? Какое давление будет в магистральной трубе при мгновенном перекрывании крана? Как будет зависеть от времени давление в том случае, когда кран закрывается постепенно в течение промежутка времени $tau$?
Подробнее
Задача по физике – 4179
В модели водопровода, которая была рассмотрена в предыдущей задаче, магистральная труба в конце перед краном имеет вертикальный отросток в виде тонкой длинной трубки (рис. 1). На каком уровне установится вода в этой трубке при закрытом кране и при открытом? Что будет происходить в отростке при закрывании крана на конце магистрали?
Подробнее
Задача по физике – 4180
Два шара одинакового размера, но разной массы $m_{1}$ и $m_{2}$ связаны нитью, длина которой много больше их радиусов.. При помещении в жидкость система этих шаров тонет. Какова будет сила натяжения соединяющей шары нити при их установившемся падении в жидкости?
Подробнее
Задача по физике – 4281
В цилиндрическом сосуде с внутренним радиусом $R$, частично заполненном водой, плавает, выступая из воды на высоту $h$, однородное деревянное кольцо с плотностью $rho_{д}$ (см. рис.). Радиус отверстия в кольце равен $r$. В отверстие медленно налили столько масла с плотностью $rho_{м}$, что его верхний уровень достиг верха кольца. В результате уровень воды вне кольца поднялся на некоторую высоту $x$. Найти $x$.
Подробнее
Задача по физике – 4282
Лежащий в сосуде шар из материала с плотностью $rho_{1}$ имеет герметичную сферическую полость, радиус которой вдвое меньше радиуса $R$ шара. Центр полости находится на расстоянии $R/2$ от центра шара. К точкам на поверхности шара, находящимся на концах диаметра, проходящего через центры шара и полости, приклеены две одинаковые невесомые не растяжимые нити, длина каждой из которых больше $R$. Расстояние между точками крепления других концов нитей к горизонтальному дну сосуда равно $2R$. В сосуд наливают жидкость с плотностью $rho$ до тех пор, пока шар не окажется полностью погруженным в жидкость. При этом обе нити оказываются натянутыми (см. рис.). При каких значениях отношения $rho / rho_{1}$ возможна такая ситуация?
Подробнее
Задача по физике – 4332
Во сколько раз сила давления воды на нижнюю половину вертикальной стенки полностью заполненного колодца отличается от силы давления воды на всю стенку, если давление на дно колодца превышает атмосферное в $n = 3$ раза?
Подробнее
Задача по физике – 4333
В дне цистерны, заполненной нефтью, установлены два одинаковых крана $K_{1}$ и $K_{2}$ небольшого сечения, расположенных на равных расстояниях $L$ от оси ее горловины. Считая, что скорость вытекания нефти пропорциональна перепаду давлений на кране, найти отношение масс вытекающей через краны нефти при движении цистерны по прямолинейному горизонтальному участку пути с ускорением $a$, если уровень нефти в центре горловины относительно дна равен $h$ и при движении цистерны нефть не выливается из горловины.
Подробнее
Задача по физике – 4375
В вертикальном закрытом цилиндре высотой $H$ с площадью дна $S$ находится цилиндрический поплавок массы $m$ высотой $h$ с площадью поперечного сечения $s$. Центр тяжести поплавка лежит на его оси вблизи дна поплавка. Остальной объем цилиндра заполнен воздухом при давлении $p_{0}$. В цилиндр через кран, расположенный у дна, начинают нагнетать жидкость плотностью $rho$, поддерживая постоянной температуру в цилиндре, и поплавок начинает всплывать. При каком давлении воздуха поплавок коснется верхней крышки цилиндра, если средняя плотность поплавка меньше плотности жидкости, но много больше плотности воздуха?
Подробнее
Источник
211. Полый медный шар (ρ = 8,93 г/см3) весит в воздухе 3 Н, а в воде (ρ’ = 11 /см3) – 2Н. Пренебрегая выталкивающей силой воздуха определите объем внутренней полости шара. 212. На столе стоит цилиндрический сосуд, наполненный водой до уровня H = 20 см от дна. Если в воду (ρ = 1 г/см3) опустить плавать тонкостенный никелевый стакан (ρ` = 8,8 г/см3), то уровень воды поднимается на h = 2,2 см. Определить уровень H1 воды в сосуде, если стакан утопить. 213. По трубе радиусом r = 1,5 см течет углекислый газ (ρ = 7,5 кг/м3) Определите скорость его течения, если за t = 20 мин через поперечное сечение трубы протекает m = 950 г газа. 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. 215. В сосуд заливается вода со скоростью 0,5 л/с. Пренебрегая вязкостью воды, определите диаметр отверстия в сосуде, при котором вода поддерживалась бы в нем на постоянном уровне h = 20 см 216. Бак цилиндрической формы площадью основания 10 м2 и объемом 100 м3 заполнен водой. Пренебрегая вязкостью воды, определить время, необходимое для полного опустошения бака, если на дне бака образовалось круглое отверстие площадью 8 см2. 217. Сосуд в виде полусферы радиусом R = 10 см до краев наполнен водой. На дне сосуда имеется отверстие площадью поперечного сечения S = 4 мм2. Определите время, за которое через это отверстие выльется столько воды, чтобы ее уровень в сосуде понизился на 5 см. 218. Определить работу, которая затрачивается на преодоление трения при перемещении воды объемом V = 1,5 м3 в горизонтальной трубе от сечения с давлением p1 = 40 кПа до сечения с давлением p2 = 20 кПа. 219. В дне сосуда имеется отверстие диаметром d1. В сосуде вода поддерживается на постоянном уровне, равном h. Считая, что струя не разбрызгиваются, и, пренебрегая силами трения в жидкости, определить диаметр струи, вытекающей из сосуда на расстоянии h1 = 2h от его дна. 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 = 5 H, а ход поршня l = 5 см. Плотность воды ρ = 1000 кг/м3. 224. Для точного измерения малых разностей давления служат U-образные манометры, которые заполнены двумя различными жидкостями. В одном из них при использовании нитробензола (ρ = 1,203 г/см3) и воды (ρ’ = 1,000 г/см3) получили разность уровней Δh = 26 мм. Определите разность давлений. 225. По горизонтальной трубе в направлении, указанном на рисунке стрелкой, течет жидкость. Разность уровней Δh жидкости в манометрических трубках 1 и 2 одинакового диаметра составляет 8 см. Определить скорость течения жидкости по трубе. 226. По горизонтальной трубе переменного сечения течет вода. Площади поперечных сечений трубы на разных её участках соответственно равна S1 = 10 см2 и S2 = 20 см2. Разность уровней Δh воды в вертикальных трубках одинакового составляет 20 см. Определить объем воды, проходящей за 1 с через сечение трубы. 227. Определите, на какую высоту h поднимется вода в вертикальной трубе, впаянной в узкую часть горизонтальной трубы диаметром d2 = 3 см, если в широкой части трубы диаметром d1 = 9 см скорость газа v1 = 25 см/с. 228. Определите разность давлений в широком и узком (d1 = 9 см, d2 = 6 см) коленах горизонтальной трубы, если в широком колене воздух (ρ = 1,29 кг/м3) продувается со скоростью v1 = 6 м/с. 229. Вдоль оси горизонтальной трубки диаметром 3 см, по которой течет углекислый газ (ρ = 7,5 кг/м3), установлена трубка Пито. Пренебрегая вязкостью, определить объем газа, проходящего за 1 с через сечение трубы, если разность уровней в жидкостном манометре составляет Δh = 0,5 см. Плотность жидкости принять равной ρ` = 1000 кг/м3. 230. Через трубку сечением S1 = 100 см2 продувается воздух со скоростью 2 м3/мин. В трубке имеется короткий участок с меньшим поперечным сечением S2 = 20 см2. Определите: 1) скорость v1 воздуха в широкой части трубки, 2) разность уровней Δh воды, используемой в подсоединенном к данной системе манометре. Плотность воздуха ρ = 1,3 кг/м3, воды ρ’ = 1000 кг/м3 231. Пренебрегая вязкостью жидкости, определить скорость истечения жидкости из малого отверстия в стенке сосуда, если высота h уровня жидкости над отверстием составляет 1,5 м. 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