Задачи по физическим свойствам жидкости
ЗАДАЧА № 1
Исходные |
| |||||||||||||||||||
данные | 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. |
r, кг/м3 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 790 | 920 | 830 | 870 | 920 | 780 | 690 | 890 | 910 | 860 | 720 | 740 | 910 | 810 | 840 |
M, кН | 000 | Последние 3 цифры в студенческом билете | ||||||||||||||||||
Исходные |
| |||||||||||||||||||
данные | 21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. |
r, кг/м3 | 780 | 690 | 890 | 910 | 860 | 720 | 740 | 910 | 810 | 840 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 790 | 920 | 830 | 870 | 920 |
M, кН | 000 | Последние 3 цифры в студенческом билете |
Плотность жидкости равна r, кг/м3. Определить её удельный вес g в единицах СИ и подсчитать, какой объём занимает эта жидкость весом M, кН.
ЗАДАЧА № 2
Исходные данные |
| ||||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | ||
n, см2/с | 0,00 | Два значения после запятой – последние 2 цифры с студенческом билете | |||||||||||||||||||
g, кН/м3 | 6,87 | 7,36 | 7,85 | 8,34 | 8,83 | 6,77 | 5,36 | 7,88 | 8,74 | 6,83 | 5,85 | 6,36 | 7,77 | 4,44 | 6,33 | 5,44 | 6,23 | 8,67 | 5,34 | 7,86 | |
Исходные данные |
| ||||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | ||
n, см2/с | 0,00 | Два значения после запятой – последние 2 цифры с студенческом билете | |||||||||||||||||||
g, кН/м3 | 6,83 | 5,85 | 6,36 | 7,77 | 6,23 | 8,67 | 5,34 | 7,86 | 8,74 | 6,83 | 5,85 | 6,36 | 6,87 | 7,36 | 7,88 | 8,74 | 6,83 | 5,85 | 6,36 | 8,83 |
Кинематическая вязкость жидкости равна n, см2/с. Определить её динамическую вязкость в единицах СИ, если удельный вес жидкости равен g, кН/ м3.
ЗАДАЧА № 3
Объём ёмкости V = 100 литров. Сколько будет весить она, если её заполнить жидкостью плотностью r (исходные данные в задаче 1), кг/м3. Собственный вес ёмкости 2 кгс. Ответ дать в СИ.
Гидростатика
Гидростатика — это раздел гидравлики (механики жидкости), изучающий покоящиеся жидкости.
Теория и формулы
Давление в системе СИ измеряется в паскалях: Па = Н / м2.
Связь единиц давления в различных системах измерения такая:
100000 Па = 0,1 МПа = 1 кгс/см2 = 1 ат = 10 м вод. ст.
Полное давление в жидкости p равно сумме внешнего давления на жидкость po и давления веса столба жидкости pж, то есть
,
где h — высота столба жидкости над точкой (глубина её погружения).
В частном случае для открытых резервуаров, сообщающихся с атмосферой, внешнее давление на жидкость po равно атмосферному давлению
pатм = 101325 Па 1 ат.
Избыточное давление (манометрическое) есть разность между полным и атмосферным давлением (pизб= pман).
Пьезометрическая высота hp связана с избыточным давлением так:
.
Закон Архимеда о подъёмной (архимедовой) силе Fn, действующей на погруженное в жидкость тело, имеет вид
,
где Vm — объём жидкости, вытесненной телом.
Гидростатический напор
где z — геометрический напор или высота точки над нулевой горизонтальной плоскостью отсчёта напора. Напор измеряется в метрах по высоте (по вертикали).
Задачи по гидростатике
ЗАДАЧА № 4
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | |
pман, кгс/см2 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 2,6 | 1,6 | 2,1 | 3,1 | 3,6 | 2,8 | 4,1 | 4,6 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 3,2 | 3,7 | 4,2 |
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | |
pман, кгс/см2 | 1,8 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | 3,8 | 4,4 | 1,9 | 2,4 | 2,6 | 3,4 | 3,9 | 2,25 | 3,75 | 1,25 | 2,75 | 3,25 | 1,75 | 2,9 | 1,85 | 3,85 |
На водопроводной трубе установлен манометр, который показывает давление pман, кгс/см2. Какой пьезометрической высоте соответствует это давление и чему равно полное давление в трубе в единицах СИ?
ЗАДАЧА № 5
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | |
h, м | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | |
h, м | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,5 | 19,5 | 20,5 |
Определить силу, действующую на горизонтальный люк диаметром 1 метр, расположенный на глубине h, м от поверхности воды в днище открытого резервуара.
ЗАДАЧА № 6
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | |
h, м | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | |
h, м | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,5 | 19,5 | 20,5 |
Найти полное и избыточное давления в точке дна открытого резервуара, наполненного водой, если глубина воды в нём равна h, м.
ЗАДАЧА № 7
Исходные данные |
| ||||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | ||
h 1, м | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 6 | 7 | 8 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 6 | 7 | 8 | 5 | 4 | 6 | 4 | |
h 2, м | 2 | 1,5 | 2,2 | 1,8 | 1,4 | 3,0 | 2,4 | 4,1 | 3,0 | 1,7 | 2 | 1,5 | 2,2 | 1,8 | 1,4 | 3,0 | 2,4 | 4,1 | 3,2 | 2,8 | |
h 3, м | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 2,0 | 0,8 | 2,1 | 2,2 | 0,7 | 1,4 | 0,9 | 1,8 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 2,0 | 1,8 | |
Исходные данные |
| ||||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | ||
h 1, м | 6 | 5 | 4 | 6 | 7 | 8 | 5 | 4 | 6 | 4 | 8 | 7 | 6 | 6 | 7 | 8 | 4 | 5 | 7 | 7 | |
h 2, м | 1,4 | 3,0 | 2,4 | 4,1 | 3,0 | 1,7 | 2 | 1,5 | 2,2 | 1,8 | 1,4 | 3,0 | 2,4 | 4,1 | 3,2 | 2,8 | 2 | 1,5 | 2,1 | 4,2 | |
h 3, м | 0,9 | 1,7 | 1,4 | 1,9 | 1,8 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 2,0 | 1,8 | 1 | 2,5 | 1 | 1,0 | 0,8 | 2,1 | 1,8 | 2,8 |
Днище открытого бака с водой находится на расстоянии h 1, м над поверхностью земли. Глубина воды в баке равна h 2, м. Найти гидростатический напор относительно поверхности земли для точки, находящейся на глубине h 3, м от уровня воды в баке.
ЗАДАЧА № 8
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14. | 15. | 16. | 17. | 18. | 19. | 20. | |
pман, кгс/см2 | 1,8 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | 3,8 | 4,4 | 1,9 | 2,4 | 2,6 | 3,4 | 3,9 | 2,25 | 3,75 | 1,25 | 2,75 | 3,25 | 1,75 | 2,9 | 1,85 | 3,85 |
Исходные данные |
| |||||||||||||||||||
21. | 22. | 23. | 24. | 25. | 26. | 27. | 28. | 29. | 30. | 31. | 32. | 33. | 34. | 35. | 36. | 37. | 38. | 39. | 40. | |
pман, кгс/см2 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 2,6 | 1,6 | 2,1 | 3,1 | 3,6 | 2,8 | 4,1 | 4,6 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 3,2 | 3,7 | 4,2 |
На горизонтальной водопроводной трубе установлен манометр, показывающий давление pман, кгс/см2. Определить гидростатический напор в трубе относительно её оси (радиусом трубы пренебречь).