Физика - Механика на течностите
Обща информация и необходими формули
Преобразуване на единици за налягане
| 1 Torr = 1.333224 x 102 N/m² | 1 N/m² = 1/100 000 бара | 1N/m² = 10µbar | 1 Torr = 1,33224 x 103 µbar | 1Torr = 13,59510 kgf/m² | 1 Pa = 1 N/m² = 1/100 000 бара |
| 1 бара = 100 kPa | 1 бара = 10 N/cm² | 1 mbar = 1cN/cm² | 1 бара = 1,019716 при | 1 при = 0.735559 x 103 тора |
Плътни твърди частици
| Алуминий 2,70 g/cm³ | Олово 11,34 g/cm³ | Желязо 7,86 g/cm³ | Злато 19,3 g/cm³ | Мед 8,93 g/cm³ | Платина 21,4 g/cm³ | Сребро 10,1 g/cm³ |
Налягане на парите във вода
| 0 ° C = 0,06 m | 5 ° C = 0,09 m | 10 ° C = 0,12 m | 20 ° C = 0,24 m | 30 ° C = 0,43 m | 40 ° C = 0,75 m | 50 ° С = 1,25 m |
| 60 ° С = 2,02 m | 70 ° C = 3,17 m | 80 ° С = 4,82 m | 90 ° C = 7,14 m | 100 ° С = 10,33 m |
Формула за изчисляване на налягането на течността
Пример за това: Налягането, което буталото генерира в течност в покой.
p (налягане в течността в cN/cm²); F (действаща сила); A (площ, върху която действа сила) в cm²
Следващата връзка се прилага между буталните сили и зоните на буталото:
Силите на буталото се държат като зоните на буталото или квадратите на диаметъра на буталото.
тласък
Теорема на Архимед: Плавателността е толкова голяма, колкото теглото на изместената течност.
G = m g или = ρ V g
ρ = плътност; m = маса; V = обем; g = фактор на местоположението (обикновено се дава в училищата като 1 cN/g.
Гравитационно налягане
Формула за гравитационното налягане в течност
Във водата гравитационното налягане се увеличава с приблизително 1 bar = 100 kPa на 10 m.
Графично представяне на налягането на флуида
Физика - задачи
1) Задача за височините на издигане в U-тръба
Колко високо е водата в десния крак на U-тръба над нивото на живак в левия крак,
ако водният стълб има дължината h1 = 20 cm?
Решение:
Водната колона над живака от дясната страна на U-тръбата изтласква колоната от живак вляво.
Теглото на водния стълб с височина h1 трябва да съответства на теглото на живачния стълб с височината h '.
Забележете:
g = фактор на местоположението (обикновено се дава в училищата като 1 cN/g.
Лявото ниво на живак е приблизително 1,47 см по-високо от нивото на десния живак.
Изчисляване на разликата между нивото на водата и нивото на живак:
-> Това води до разлика между нивото на водата и нивото на живак от 18,53 cm.
2) Задача за прилагане на налягането на буталото
Малкото бутало на хидравлична преса има площ на напречното сечение от 16 cm². Ако върху него действа сила от 1600 N, голямото бутало изпитва сила от 60 KN. Какво налягане има в течността? Какво е напречното сечение и диаметърът на второто бутало?
а) Изчисляване на налягането в течността
p = 1600N: 16 cm²
б) Изчисляване на напречното сечение и диаметъра на 2-ро бутало.
A = 60000N: 100N/cm²
в) Изчисляване на диаметъра на буталото
r² = 600: 3,14159265
3) Задача за изчисляване на налягането върху изходния люк под вода
През 1953 г. проф. Пиккар се гмурка на 3150 м. С каква сила натиснат
водата върху кръглия люк. (Диаметър 80 см)
Налягане в дълбочина
Натиск върху капака
p = 315 бара = 3150 N/cm²
Задържаща сила върху капака
F = 3150 N/cm² x 5024 cm²
F = 15 825 600 N
4. Примерни задачи за изчисляване на лифта
Тялото тежи 90 cN във въздуха и 60 cN във водата.
Изчислете обема на тялото и неговата плътност; пространственият фактор g е 1 cN/g
Изчислете обема на тялото и неговата плътност!
Тегло на тялото във въздуха GK = 90 cN
Тегло на тялото във вода = 60 cN
Привидна загуба на тегло във вода = 30 cN
Тегло на количеството вода, изместена съгласно закона на Архимед = 30 cN
Можете също така да почувствате натиска нагоре, когато се опитате да надуете балон под водата.
Изчисляване на обема на изместеното количество вода = обем на тялото
VFl = Vk = 30cm³
Изчисляване на масата
Изчисляване на плътността на тялото
ρK = 3g/cm³
5) Примерна задача за изчисляване на обема и теглото на тялото
Тяло, направено от алуминий, изпитва видима загуба на тегло с 1N във вода.
Изчислете обема и теглото на тялото!
Плътност на алуминия = 2.7g/cm³ Изчисляване на обема
V = 100cN x g x cm³/1cN x 1g
Изчисляване на теглото
G = 2,7 g x 100 cm 3 x 1 cN/cm 3 x g
6) Друг пример за плаваемост
Задача: Правоъгълна лента е с дължина 6 м, ширина 40 см и височина 40 см. Има плътност от 0,46 g/cm³ 1.
Колко дълбоко е лъчът във водата? 2. Във водата 10 души искат да се държат за гредата,
за да се спасиш от удавяне.
Всички го натискат във водата с 230 N, докато го държат.
Пада ли лентата? Ако не, колко високо стърчи от водата?
Изчисляване на обема на лъча:
Изчисляване на теглото на гредата
Власт, упражнявана от хората:
Доказателство за плаваемостта на гредата при пълно натоварване
Изчисляване на обема на изместената течност въз основа на теглото на пръта
Изчисляване на дълбочината на потапяне без товар
Изчисляване на дълбочината на потапяне на гредата под товар от греди и хора
H = 671600 x cm 3 x g/1 g x 1 cN x 600 cm 3 x 40 cm 3
Изчисляване на височината на гредата над водата
Височина на пръта = обща височина - дълбочина на потапяне
Над водата = 40см - 27,98333 см
Над водата = приблизително 12,02 cm
Изчисляване на силата на плаваемост на гредата при потапяне
VBalk = 960000 cm³, както е изчислено
Gwater = 960000cm³ · 1g · 1cN/cm³ · g
Gwater = 960000 cN
Обща сила = 441600 cN + 230000 cN
Обща сила = 671600 cN
Доказателство за плуване = Gwater- GBalk + човек
Устойчивост на плуване = 960000 cN - 671600 cN
Устойчивост на плуване = 288400 cN
Заключение: Лентата все още плава.
7) Задача за определяне на максималната височина на засмукване
Определете максималната височина на засмукване за вода от 50º при въздушно налягане 726 Torr
p в N/m² = налягане в Torr · коефициент на преобразуване
p = 726 x 133,3224 N/m²
hi при 50 ºC от горната таблица на налягането на парите = 1,25 m
Тъй като налягането на парите на течността трябва да бъде извадено:
hmax = 8,62 m
Следователно максималната височина на засмукване би била 8,62 m.
Реалната височина на засмукване обаче би била по-малка поради различни фактори.
Портал за събития
Английски четения
Английска платформа
Немска платформа
Математическа платформа