ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
6
2
0
ρ
ρ
2
V
gh P P
⋅
⋅
⋅+ = + .
где плотность воды
ρ
= 1000 кг/м
3
, P - давление в точке А, P
0
- атмосферное
давление, V -скорость вырывающейся из отверстия воды. По условию P - P
0
=
Δ
Р. Скоростью воды в точке А в данном случае можно пренебречь, т.к. диа-
метр бака существенно больше диаметра выходного отверстия фонтана. Из
этого уравнения выразим скорость
(
)
(
)
0
22ρ
2 Δρ
ρρ
PP gh
Pgh
V
−+⋅⋅
+
⋅⋅
==.
Высоту фонтана можно определить с помощью закона сохранения ме-
ханической энергии для каждого элемента массы
Δm струи
2
Δ
Δ
2
mV
mgH
⋅
=
⋅⋅ .
Тогда
(
)
2
2 Δρ
Δ
22ρρ
Pgh
VP
H
h
ggg
+⋅⋅
== = +
⋅⋅
.
После расчета получим
H = 7,1 м.
Заметим, что если уравнение Бернулли сразу применить для точек А и С
(рис. 6
), т.е.
0
ρρgh P gH P
⋅
⋅+ =⋅⋅ +
,
то мы получили бы тот же ответ.
Расход воды определим из следующих соображений: за время
Δ
t из отвер-
стия вырывается струя воды длиной
L = V
.
Δ
t , ее объем равен W = L
.
S =
=V
.
S
.
Δ
t, где S - площадь выходного отверстия. Тогда
(
)
()
2
2 Δρ
Δρ
2 Δρ
π
4 ρ
Pgh
W
QVSS
t
Pgh
d
+⋅⋅
==⋅= =
+⋅⋅
⋅
=
Произведя расчет получим
Q = 3,7
.
10
-3
м
3
/с = 3,7 л/с.
Ответ: H = 7,1 м, расход воды Q =3,7 л/с.
Пример 2
б
По горизонтальной трубе течет
жидкость. Разность уровней этой
жидкости в трубках А и В
Δ
h = 0,1 м
(рис. 7). Диаметры трубок А и В
В
Δ
h
А
V
r
6 ρ ⋅V 2 ρ⋅ g ⋅h + P = + P0 . 2 где плотность воды ρ = 1000 кг/м3, P - давление в точке А, P0 - атмосферное давление, V -скорость вырывающейся из отверстия воды. По условию P - P0 = ΔР. Скоростью воды в точке А в данном случае можно пренебречь, т.к. диа- метр бака существенно больше диаметра выходного отверстия фонтана. Из этого уравнения выразим скорость 2 ( P − P0 ) + 2ρ ⋅ g ⋅ h 2 ( ΔP + ρ ⋅ g ⋅ h ) V= = . ρ ρ Высоту фонтана можно определить с помощью закона сохранения ме- ханической энергии для каждого элемента массы Δm струи Δm ⋅ V 2 = Δm ⋅ g ⋅ H . 2 V 2 2 ( ΔP + ρ ⋅ g ⋅ h ) ΔP Тогда H= = = + h. 2g 2ρ ⋅ g ρ⋅ g После расчета получим H = 7,1 м. Заметим, что если уравнение Бернулли сразу применить для точек А и С (рис. 6), т.е. ρ ⋅ g ⋅ h + P = ρ ⋅ g ⋅ H + P0 , то мы получили бы тот же ответ. Расход воды определим из следующих соображений: за время Δ t из отвер- стия вырывается струя воды длиной L = V Δt , ее объем равен W = L S = . . =V.S.Δt, где S - площадь выходного отверстия. Тогда W 2 ( ΔP + ρ ⋅ g ⋅ h ) Q= =V ⋅ S = S = Δt ρ π ⋅ d 2 2 ( ΔP + ρ ⋅ g ⋅ h ) = 4 ρ Произведя расчет получим Q = 3,7.10-3 м3/с = 3,7 л/с. Ответ: H = 7,1 м, расход воды Q =3,7 л/с. Пример 2б По горизонтальной трубе течет В жидкость. Разность уровней этой Δh жидкости в трубках А и В Δh = 0,1 м r А (рис. 7). Диаметры трубок А и В V