Тема . Механика. Динамика и Статика

.04 Закон Бернулли

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#94364

Площадь поршня в шприце S1 = 1,2 см2,  а площадь отверстия S2 = 1 м м2.  С какой скоростью и сколько времени будет вытекать из шприца жидкость, плотность которой равна ρ  , если ход поршня l = 4 см  и на него действуют с силой F = 5 Н?  Шприц расположен горизонтально.

Показать ответ и решение

Пусть v1   – скорость жидкости в шприце, а v2   – скорость жидкости на выходе из шприца. Рассмотрим жидкость, вытекающую из шприца, её объему равен объему выталкиваемой из шприца жидкости:

S1l = S2v2t

Отсюда можем выразить время, в течении которого будет вытекать жидкость:

    S1l--
t = S2v2

Найдем скорость жидкости на выходе из шприца, для этого запишем уравнение Бернулли для жидкости в шприце и на выходе из него:

            ρv21-               ρv22-
p1 + ρgh1 +  2  =  p2 + ρgh2 +  2

Поскольку шприц горизонтален, уровень жидкости в шприце и на выходе из него одинаков:

h1 =  h2

Давление на жидкость в шприце создаётся толканием поршня:

F =  p1S1 + pатмS1

Тогда:

     F--
p1 = S1 − pатм

На выходе из поршня давление жидкости равно атмосферному:

p =  p
 2    атм

Из условия неразрывности жидкости:

S1v1 =  S2v2

Отсюда:

     S2v2
v1 = -----
      S1

Тогда уравнение Бернулли приобретает вид:

       2   2     2
F--+ S-2ρv2-=  ρv2-
S1   S21 2      2

Отсюда:

     ∘ -----------
       ---2F-S1---
v2 =   ρ (S21 − S22)

Тогда время вытекания жидкости:

       ∘ -----------       ┌│ -----(-----------)-
    S1l   ρ(S2 − S2)    S1l│  ρS1      ( S2 )2
t = ---   ---1----2--=  ---∘  ---- 1 −   ---
    S2      2F S1       S2    2F         S1

Так как S2 ≪  S1   слагаемым (    )
  S2  2
  S--
    1   можно пренебречь. Итого получаем:

       ∘ ----
t = S1l   ρS1-= 0,52 с
    S2    2F
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!