Фізика - механіка рідин
Загальна інформація та необхідні формули
Перетворення одиниць тиску
| 1 Torr = 1,333224 x 102 Н/м² | 1 Н/м2 = 1/100 000 бар | 1N/м² = 10 мкбар | 1 Torr = 1,33224 x 103 мкбар | 1Torr = 13,59510 кгс/м2 | 1 Па = 1 Н/м² = 1/100 000 бар |
| 1 бар = 100 кПа | 1 бар = 10 Н/см² | 1 мбар = 1cN/см² | 1 бар = 1,019716 ат | 1 при = 0,735559 x 103 торр |
Згущення деяких твердих речовин
| Алюміній 2,70 г/см³ | Свинець 11,34 г/см³ | Залізо 7,86 г/см³ | Золото 19,3 г/см³ | Мідь 8,93 г/см³ | Платина 21,4 г/см³ | Срібло 10,1 г/см³ |
Тиск пари у воді
| 0 ° C = 0,06 м | 5 ° C = 0,09 м | 10 ° C = 0,12 м | 20 ° C = 0,24 м | 30 ° C = 0,43 м | 40 ° C = 0,75 м | 50 ° C = 1,25 м |
| 60 ° C = 2,02 м | 70 ° C = 3,17 м | 80 ° C = 4,82 м | 90 ° C = 7,14 м | 100 ° C = 10,33 м |
Формула для розрахунку тиску рідини
Приклад цього: Тиск, який поршень створює в рідині в спокої.
p (тиск у рідині в сН/см²); F (діюча сила); A (площа, на яку діє сила) в см²
Наступне співвідношення застосовується між силами поршня та площами поршня:
Сили поршня поводяться як площі поршня або квадрати діаметра поршня.
підсилення
Вирок Архімеда: Плавучість така ж велика, як вага витісненої рідини.
G = m g або = ρ V g
ρ = щільність; m = маса; V = обсяг; g = коефіцієнт розташування (зазвичай дається в школах як 1 cN/g.
Гравітаційний тиск
Формула гравітаційного тиску в рідині
У воді тиск сили тяжіння збільшується приблизно на 1 бар = 100 кПа на 10 м.
Графічне зображення тиску рідини
Фізика - завдання
1) Завдання для висот підйому в U-трубці
Наскільки висока вода в правій ніжці U-трубки над рівнем ртуті в лівій ніжці,
якщо товщина води має довжину h1 = 20 см?
Рішення:
Водяний стовп над ртуттю з правого боку U-труби штовхає ртутний стовп вгору з лівого боку.
Вага стовпа води з висотою h1 повинна відповідати вазі ртутного стовпа з висотою h '.
Зауважте:
g = коефіцієнт розташування (зазвичай дається в школах як 1 cN/g.
Лівий рівень ртуті приблизно на 1,47 см вищий за правий рівень ртуті.
Розрахунок різниці між рівнем води та рівнем ртуті:
-> Це призводить до різниці між рівнем води та рівнем ртуті 18,53 см.
2) Завдання для подання тиску на поршень
Малий поршень гідравлічного преса має площу поперечного перерізу 16 см². Якщо на нього діє сила 1600 Н, великий поршень відчуває силу 60 КН. Який тиск у рідині? Який перетин і діаметр другого поршня?
а) Розрахунок тиску в рідині
p = 1600N: 16 см²
б) Розрахунок перерізу та діаметра 2-го поршня.
A = 60000N: 100N/см²
в) Обчислення діаметра поршня
r² = 600: 3,14159265
3) Завдання для розрахунку тиску на вихідний люк під водою
У 1953 р. Професор Піккар занурився на 3150 м. З якою силою натискали
вода на круговому люку. (Діаметр 80 см)
Тиск у глибині
Тиск на кришку
p = 315 бар = 3150 Н/см²
Утримуючи зусилля на кришці
F = 3150 Н/см² x 5024 см²
F = 15825600 Н
4. Зразкові завдання для розрахунку підйому
Тіло важить 90 сН в повітрі і 60 сН у воді.
Обчислити об’єм тіла та його щільність; просторовий коефіцієнт g дорівнює 1 сН/г
Обчисліть об’єм тіла та його щільність!
Вага тіла в повітрі GK = 90 сН
Вага тіла у воді = 60 сН
Явна втрата ваги у воді = 30 сН
Вага кількості витісненої води за законом Архімеда = 30 сН
Ви також можете відчути тиск вгору, коли намагаєтесь надути повітряну кулю під водою.
Розрахунок об’єму витісненої кількості води = об’єм тіла
VFl = Vk = 30см³
Обчислення маси
Розрахунок щільності тіла
ρK = 3г/см3
5) Зразок завдання для розрахунку об’єму і ваги тіла
Тіло з алюмінію відчуває очевидну втрату ваги на 1 н. У воді.
Обчисліть об’єм і вагу тіла!
Щільність алюмінію = 2,7 г/см³ Розрахунок об'єму
V = 100cN x g x cm³/1cN x 1g
Розрахунок вагової сили
G = 2,7 г x 100 см 3 x 1 сН/см 3 x g
6) Ще один приклад плавучості
Завдання: Прямокутна балка довжиною 6 м, шириною 40 см і висотою 40 см. Він має щільність 0,46 г/см³ 1.
Наскільки глибоко промінь у воді? 2. У воді 10 людей хочуть триматися за балку,
щоб уберегти себе від утоплення.
Усі штовхають його у воду 230 Н, утримуючи.
Планка падає? Якщо ні, то наскільки високо вона стирчить із води?
Розрахунок об'єму балки:
Розрахунок ваги балки
Влада, яку здійснюють люди:
Доказ плавучості балки при повному навантаженні
Розрахунок об'єму витісненої рідини виходячи з маси стержня
Розрахунок глибини занурення без навантаження
Розрахунок глибини занурення балки під навантаженням від балок і людей
H = 671600 x см 3 x g/1 g x 1 cN x 600 см 3 x 40 см 3
Розрахунок висоти балки над водою
Висота бруса = загальна висота - глибина занурення
Над водою = 40см - 27,98333 см
Над водою = приблизно 12,02 см
Розрахунок сили плавучості балки при зануренні
VBalk = 960000 см³ за розрахунком
Вода = 960000 см3 · 1г · 1cN/см³ · г.
Вода = 960000 сН
Загальна сила = 441600 сН + 230000 сН
Загальна сила = 671600 сН
Доказ плавання = Gwater- GBalk + людина
Доказ плавання = 960000 сН - 671600 сН
Доказ плавання = 288400 сН
Висновок: Бар все ще плаває.
7) Завдання щодо визначення максимальної висоти всмоктування
Визначте максимальну висоту всмоктування для води 50º при тиску повітря 726 Торр
p в Н/м2 = тиск у Торр · коефіцієнт перерахунку
p = 726 x 133,3224 Н/м²
висота при 50 ºC від наведеної таблиці тиску пари = 1,25 м
Оскільки тиск пари рідини потрібно відняти:
hmax = 8,62 м
Отже, максимальна висота всмоктування становила б 8,62 м.
Однак реальна висота всмоктування була б меншою через різні фактори.
Портал подій
Англійські читання
Англійська платформа
Німецька платформа
Математична платформа