Нужна помощь?

Физика | 5 - 9 классы

Нужна помощь!

Напишите развернутое решение!

Труба расположена горизонтально.

В широкой части трубы диаметром D расположен поршень и на него действует постоянная сила F.

Узкая часть трубы имеет диаметр d, и из нее вытекает струя воды.

Нужно найти скорость перемещения поршня.

Не учитывая силу трения.

Ответить на вопрос
Ответы (1)
VikaPi 14 мая 2021 г., 22:19:44

Рассмотрим движение двух столбиков воды массой m.

За счет работы внешней силы F их скорость с нуля изменяется до v (в трубе диаметра D) и u (в трубе диаметра d)

за времяΔt сила F совершает работу A = F v Δt.

Эта работа идет на приращение кинетической энергии столбиков воды :

F v Δt = (m / 2) * (u² - v²)

разумеется, мы рассматриваем ламинарное стационарное течение идеальной жидкости (то есть, жидкость несжимаемая и не вязкая).

Поэтому изменение объема столбика в части трубы диаметра D равно изменению объема столбика воды в части трубы диаметра d : S1 v Δt = S2 u Δt илиv (π D²) / 4 = u (π d²) / 4, то есть

u = v (D / d)² (полученное выше равенство также называется теоремой о неразрывности струи)

масса столбика воды : m = p V = p (π D²) / 4 * v Δt

объединяя все полученные выше выражения, получаем :

$v= \sqrt{ \frac{8F}{p \pi D^{2}( (\frac{D}{d}) ^{4}-1) } }$

помимо прочего, можно решить несколько проще через закон Бернулли :

P1 + (p v²) / 2 = P2 + (p u²) / 2, где

P1 = (4 F) / (π D²) - давление, оказываемое на столбик воды поршнем

(p v²) / 2 и (p u²) / 2 - плотности кинетических энергий

P2 = 0, т.

К. в трубе диаметра d на столбик воды давление не оказывается.

Считаем, что атмосферного давления нет

из уравнения Бернулли, используя теорему о неразрывности струи, нетрудно получить тот же ответ.

Ldumova 18 апр. 2021 г., 06:53:46 | 5 - 9 классы

Можно ли по внешнему виду отличить трубы с горячей водой от трубы с холодной водой?

Можно ли по внешнему виду отличить трубы с горячей водой от трубы с холодной водой.

Nikkacharov 29 июн. 2021 г., 04:38:57 | 10 - 11 классы

Тело массой 1000кг с постоянной скоростью перемещения по полу?

Тело массой 1000кг с постоянной скоростью перемещения по полу.

Сила трения равна 200Н.

Найти коэффициент трения.

Alex3696 10 июн. 2021 г., 23:52:26 | 10 - 11 классы

Гидравлический прэс , имеет поршни с площадью S1 - 200см2 и S2 - 0, 015м2 на меньший поршень действует сила f - 100Н ?

Гидравлический прэс , имеет поршни с площадью S1 - 200см2 и S2 - 0, 015м2 на меньший поршень действует сила f - 100Н .

Какая сила действует на больший поршень ?

Galdmit71 15 мая 2021 г., 14:11:16 | 5 - 9 классы

Две открытые с обоих концов трубы диаметрами d1 и d2 состыкованы между собой?

Две открытые с обоих концов трубы диаметрами d1 и d2 состыкованы между собой.

В них вставлены соединенные стержнем поршни, которые при температуре Т = 300 К находятся на одинаковом расстоянии от стыка труб.

На сколько градусов надо понизить температуру воздуха между поршнями, чтобы больший сместился до упора?

Трением пренебречь.

ElizabethGrand 28 июл. 2021 г., 08:19:23 | 5 - 9 классы

Площадь малого поршня равна 20 см2, а плозадь большого поршня 400 см2?

Площадь малого поршня равна 20 см2, а плозадь большого поршня 400 см2.

Какая сила действует на малый поршень, если на большой поршень действует сила 15 кн?

Рассчитайте выигрыш в силе.

Azazazaxjdhv 23 февр. 2021 г., 02:06:10 | 5 - 9 классы

Бассейн через 1 трубу наполняется за 14 часов?

Бассейн через 1 трубу наполняется за 14 часов.

А через 2 трубу вытекает за 8 часов.

Однажды 2ю трубу забыли закрыть.

За сколько времени наполнится бассейн?

Svznappstore123 29 июн. 2021 г., 14:07:57 | 5 - 9 классы

Бассейн через 1 трубу наполняется за 14 часов?

Бассейн через 1 трубу наполняется за 14 часов.

А через 2 трубу вытекает за 8 часов.

Однажды 2ю трубу забыли закрыть.

За сколько времени наполнится бассейн?

Kulimar 26 июн. 2021 г., 23:48:02 | 5 - 9 классы

Объясните, пожалуйста, решение?

Объясните, пожалуйста, решение.

Допустимая скорость течения нефти по трубам 2м / с.

Какой объем нефти протекает через трубу диаметром 1 метр в течении 1 часа?

Шк1445566771122 28 июл. 2021 г., 14:21:06 | 5 - 9 классы

Труба с внутренним диаметром 10 см, к нижнему концу которой приставлена лёгкая пластинка, опущена вертикально в воду на глубину 1 м?

Труба с внутренним диаметром 10 см, к нижнему концу которой приставлена лёгкая пластинка, опущена вертикально в воду на глубину 1 м.

Гирю какого наименьшего веса нужно поставить на пластинку симметрично оси трубы, чтобы пластинка отпала?

Madwomanma630 25 нояб. 2021 г., 20:29:03 | студенческий

По трубе сечением s 4 см2 изогнутой под прямым углом С какой силой вода действует на трубу, если ежесекундный расход воды Q = 2, 0 кг / с?

По трубе сечением s 4 см2 изогнутой под прямым углом С какой силой вода действует на трубу, если ежесекундный расход воды Q = 2, 0 кг / с?

Вы зашли на страницу вопроса Нужна помощь?, который относится к категории Физика. По уровню сложности вопрос соответствует учебной программе для учащихся 5 - 9 классов. В этой же категории вы найдете ответ и на другие, похожие вопросы по теме, найти который можно с помощью автоматической системы «умный поиск». Интересную информацию можно найти в комментариях-ответах пользователей, с которыми есть обратная связь для обсуждения темы. Если предложенные варианты ответов не удовлетворяют, создайте свой вариант запроса в верхней строке.