Làm sao để có câu trả lời hay nhất?
2 giờ trước
2 giờ trước
Giải bài toán về vận tốc chảy của nước qua lỗ thủng trên đáy gàu
Phân tích bài toán
Bài toán này liên quan đến ứng dụng của định luật Béc-nu-li trong trường hợp chất lỏng chảy ra khỏi một lỗ nhỏ trên đáy bình. Khi gàu nước chuyển động, gia tốc của gàu sẽ ảnh hưởng đến áp suất tại lỗ thủng, từ đó ảnh hưởng đến vận tốc chảy của nước.
Giải chi tiết
Công thức tổng quát:
Theo định luật Béc-nu-li, ta có:
p₁ + ρgh₁ + 1/2ρv₁² = p₂ + ρgh₂ + 1/2ρv₂²
Trong đó:
p: áp suất
ρ: khối lượng riêng của chất lỏng
h: độ cao
v: vận tốc
Chỉ số 1: tại mặt thoáng của nước trong gàu
Chỉ số 2: tại lỗ thủng
Giả thiết:
Áp suất tại mặt thoáng và tại lỗ thủng bằng nhau (p₁ = p₂) vì đều tiếp xúc với không khí.
Vận tốc của nước tại mặt thoáng rất nhỏ so với vận tốc tại lỗ thủng (v₁ ≈ 0).
Từ đó, công thức rút gọn thành:
gh₁ = 1/2v₂²
=> v₂ = √(2gh₁)
a. Gàu nước đứng yên:
Trong trường hợp này, gia tốc a = 0.
=> v = √(2gh) = √(29,80,3) ≈ 2,42 m/s.
b. Gàu được nâng lên đều:
Khi gàu được nâng lên đều, gia tốc a = 0 (giống như trường hợp a).
=> v = 2,42 m/s.
c. Gàu chuyển động với gia tốc 1,2 m/s² lên trên:
Khi gàu chuyển động lên trên, gia tốc hướng lên, áp suất tại lỗ thủng giảm.
Ta có thể coi như gia tốc trọng trường hiệu dụng tăng lên: g' = g + a.
=> v = √(2g'h) = √(2*(9,8+1,2)*0,3) ≈ 2,57 m/s.
Khi gàu chuyển động xuống dưới, gia tốc hướng xuống, áp suất tại lỗ thủng tăng lên.
Ta có thể coi như gia tốc trọng trường hiệu dụng giảm đi: g' = g - a.
=> v = √(2g'h) = √(2*(9,8-1,2)*0,3) ≈ 2,27 m/s.
d. Gàu chuyển động theo phương nằm ngang với gia tốc 1,2 m/s²:
Trong trường hợp này, gia tốc không ảnh hưởng đến áp suất tại lỗ thủng theo phương thẳng đứng.
=> v = 2,42 m/s.
2 giờ trước
Gàu được nâng lên đều:
Trường hợp này tương tự như trường hợp a, vì gia tốc a vẫn bằng 0.
Vậy vận tốc chảy ra cũng là: v=2.42m/s
c. Gàu chuyển động với gia tốc lên trên rồi xuống dưới:
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
CÂU HỎI LIÊN QUAN
Top thành viên trả lời