Запитання і завдання до питань.

1. Що являється основним питанням гідроаеростатики?

2. Сформулювати і пояснити закон Паскаля.

3. Розкрити суть впливу сили тяжіння на тиск у: а) рідині; б) газі.

4. Записати барометричну формулу.

5. Пояснити суть закону Архімеда.

6. Пояснити сутність сили лобового опору.

7. Охарактеризувати механізм виникнення підіймальної сили крила літака.

Приклади розв’язування задач

Задача 1 5 л нафти важить 41,7 Н. Визначити її питому масу і питому вагу.

Розв’язання. Переводимо об’єм в літрах у кубічні метри:

W = 5 л = 5ּ10^-3 м.

Питома вага дорівнює

Н/м³.

Питому масу знайдемо за формулою

кг/м³.

Задача 2 До 5 л антифризу (ρ=800 кг/м³) додано 5,5 л води для одержання 10,5 л суміші. Необхідно визначити питому масу і питому вагу суміші.

Розв’язання. Питому масу суміші визначимо так:

,

де W₁, W₂ – відповідно об’єм антифризу і води; ρ₁, ρ₂ – їх питомі маси.

Оскільки питома маса води ρ₂ = 1000 кг/м³, то

кг/м³.

Відповідно питома вага суміші

Н/м³.

Задача 3 Тиск у водопроводі, заміряний пружинним манометром, дорівнює 2 кгс/см². Визначити абсолютний тиск, якщо атмосферному тиску відповідає показ барометра h = 750 мм рт. ст.

Розв’язання. Визначимо атмосферний тиск у кПа

р_ат = ρ_рт gh =13600 ∙ 9,8 ∙ 0,75 = 99960 Па ≈ 100 кПа.

Надлишковий тиск р_н = 2 кгс/см² = 2∙9,8∙10⁴ = 19,6∙10⁴ Па = 196 кПа.

А бсолютний тиск р_аб = р_ат + р_н = 100,0 + 196 = 296 кПа.

Задача 4 З нижнього бака у верхній перекачують бензин (рис. 1). Тиск у нижньому баці, виміряний манометром, р = 1,2 кгс/см², у верхньому – атмосферний. Діаметр трубопроводу d = 40 мм, висота z = 10 м. Обчисліть витрату бензину.

Розв’язання.

1 Позначаємо перерізи 1-1 і 2-2.

2 Позначаємо умовну горизонтальну площину порі­вняння 0-0.

3 Записуємо рівняння Бернуллі без врахування втрат напору.

.

4 Для умов даної задачі визначаємо, що z₁ = 0; p₁ = p = =1,29,8110⁴ = 117720 Па; υ₁ ≈ 0, оскільки площа бака велика; z₂ = z;

p₂ = 0, тому що манометр при атмосферному тиску показує нуль;

υ₂ = 4Q/( π d ² ).

5 В результаті проведеного аналізу рівняння Бернуллі набуває вигляду

= z + або = z + .

6 З попереднього рівняння визначаємо витрату і підраховуємо її значення

Q= = = 0,0136 м³/c = 13,6 л/с.

Тестові завдання

1 Що таке технічна механіка рідини і газу?

А) наука про рух рідини; Б) наука про рівновагу рідин;

В) наука про взаємодію рідин; Г) наука про рівновагу і рух рідин.

2 Розділи, на які ділять технічну механіку рідини і газу?

А) гідротехніка і гідрогеологія; Б) технічна механіка та теоретична механіка;

В) гідравліка й гідрологія; Г) механіка рідких тіл і механіка газоподібних тіл.

3 Що таке рідина?

А) фізична речовина, здатна заповнювати порожнечі;

Б) фізична речовина, здатна змінювати форму під дією сил;

В) фізична речовина, здатна змінювати свій об’єм;

Г) фізична речовина, здатну текти.

4 Яка з цих рідин не є краплинною?

А) ртуть; Б) керосин; В) нафта; Г) азот.

5 Яка з цих рідин не є газоподібної?

А) рідкий азот; Б) ртуть; В) водень; Г) кисень;

6 Реальною рідиною називається рідина, яка

А) не існує у природі; Б) що перебуває при реальних умовах;

В) у якої присутнє внутрішнє тертя; Г) здатна швидко випаровуватися.

7 Ідеальною рідиною називається

А) рідина, в якій відсутнє внутрішнє тертя;

Б) рідина, яка підходить для застосування;

В) рідина, яка здатна стискуватися;

Г) рідина, яка існує тільки у певних умовах

8 На які види поділяють зовнішні сили, які діють на рідину?

А) сили інерції і поверхневого натягу; Б) внутрішні та поверхневі;

В) вагові і поверхневі; Г) сила тяжіння та тиску.

9 Які сили називаються силами ваги?

А) сила тяжіння та сила інерції; Б) молекулярна сила і сила тяжіння;

В) сила інерції і сила тяжіння; Г) сила тиску і поверхнева сила.

10 Які сили називаються поверхневими?

А) викликані впливом об’ємів, що лежать на поверхні рідини;

Б) викликані впливом сусідніх об’ємів рідини і впливом інших тіл;

В) викликані впливом тиску бічних стінок судини;

Г) викликані дією атмосферного тиску.

11 Рідина знаходиться під тиском. Що це означає?

А) рідина знаходиться у стані спокою; Б) рідина тече;

В) на рідину діє сила; Г) рідина змінює форму.

12 В яких одиницях вимірюється тиск в системі вимірювання СІ?

А) у паскалях; Б) у джоулях; В) у барах; Г) у стоксах.

13 Якщо тиск відраховують від абсолютного нуля, то його називають.

А) тиск вакууму; Б) атмосферний; В) надлишковий; Г) абсолютний.

14 Якщо тиск відраховують від відносного нуля, то його називають:

А) абсолютний; Б) атмосферний; В) надлишковий; Г) тиск вакууму.

15 Якщо тиск нижче відносного нуля, то його називають:

А) абсолютним; Б) атмосферним; В) надлишковим; Г) тиск вакууму.

16 Який тиск зазвичай показує манометр?

А) абсолютне; Б) надлишкове; В) атмосферне; Г) тиск вакууму.

17 Чому дорівнює атмосферний тиск при нормальних умовах?

А) 100 МПа; Б) 100 кПа; В) 10 ГПа; Г) 1000 Па.

18 Тиск визначається

А) відношенням сили, що діє на рідину до площі впливу;

Б) відношенням сили, що діє на рідину на площу дії;

В) відношенням площі впливу до значення сили, що діє на рідину;

Г) відношенням різниці діючих зусиль до площі впливу.

19 Масу рідини, яка міститься в одиниці об’єму називають

А) вагою; Б) питомою вагою;

В) питомої щільністю (густиною);

Г) щільністю (густиною).

20 Вагу рідини в одиниці об’єму називають

А) щільністю (густиною); Б) питомою вагою;

В) питомої щільністю (густиною); Г) вагою.

21 При збільшенні температури питома вага рідини

А) зменшується; Б) збільшується;

Г) спочатку збільшується, а потім зменшується;

В) не змінюється.

22 Стисливість це властивість рідини

А) змінювати свою форму під дією тиску;

Б) змінювати свій об’єм під дією тиску;

В) чинити опір впливу тиску, не змінюючи свою форму;

Г) змінювати свій об’єм без впливу тиску.

23 В’язкість рідини це

А) здатність чинити опір ковзанню або зсуву шарів рідини;

Б) здатність долати внутрішнє тертя рідини;

В) здатність долати силу тертя рідини між твердими стінками;

Г) здатність перетікати з поверхні за мінімальний час

24 В’язкість рідини не характеризує

А) кінематичний коефіцієнт в’язкості; Б) динамічний коефіцієнт в’язкості;

В) градусами Енглера; Г) статичний коефіцієнт в’язкості.

25 Кінематичний коефіцієнт в’язкості позначається грецької буквою

А) ν; Б) μ; В) η; Г) τ.

26 Динамічний коефіцієнт в’язкості позначається грецької буквою

А) ν; Б) μ; В) η; Г) τ.

27 В’язкість рідини при збільшенні температури

А) збільшується; Б) зменшується; В) залишається незмінною;

Г) спочатку зменшується, а потім залишається постійною.

28 В’язкість газу при збільшенні температури

А) збільшується; Б) зменшується; В) залишається незмінною;

Г) спочатку зменшується, а потім залишається постійною.

29 Гідростатичний тиск – це тиск, який присутній

А) у рідині, яка рухається;

Б) у рідині, яка знаходиться у спокою;

В) у рідині, що знаходиться під надмірним тиском;

Г) у рідини, поміщена у резервуар.

30 Які частини рідини відчувають найбільше напруження стиснення від дії гідростатичного тиску?

А) знаходяться на дні резервуара;

Б) які знаходяться на вільній поверхні;

В) які знаходяться у бічних стінок резервуару;

Г) що знаходяться у центрі тяжіння розглянутого об’єму рідини.

31 Як формулюється закон Паскаля?

А) Тиск, чинений на рідину або газ, не залежить від відстані.

Б) Тиск, чинений на рідину або газ, не залежить від їх об’єму.

В) Тиск, чинений на рідину або газ, не залежить від величини зовнішньої сили.

Г) Тиск, чинений на рідину або газ, передається на всі боки однаково.

Д) Тиск, чинений на рідину або газ, передається в різні сторони по-різному.

32 У чому причина дії закону Паскаля?

А) Нестисливість молекул рідини і газу.

Б) Висока рухливість молекул рідини і газу.

В) Нерухомість молекул рідини і газу.

Г) Висока щільність рідин і газів.

33 Чи буде витікати вода чи дим із кулі Паскаля, якщо йому дати можливість вільно падати?

А) Вода буде витікати, бо вона важка, а дим не буде – він легкий.

Б) Будуть витікат, як і раніше.

В) Не будуть витікати.

Г) Вода не буде витікати, дим буде витікати.

ЗАВДАННЯ: законспектувати матеріал, розглянути розв’язки задач, виконати тести.

ФОРМА КОНТРОЛЮ: перевірка конспекту самостійної роботи, виконання тестів.

ВИКЛАДАЧ – Марінець І.С.

САМОСТІЙНА РОБОТА № 5 (4 год.)

ТЕМА: Механічні коливання і хвилі

МЕТА: Поглибити знання студентів про механічні коливання та хвилі; з’ясувати механізм утворення хвиль та познайомитись з принципом Гюйгенса.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:

1. Бушок Г.Ф.Курс фізики. Кн.1. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка / Г.Ф. Бушок, Є.Ф. Венгер. – К.: Вища школа, 2002, с. 180-185, с. 192-193, с.197-198, с. 207-209.

6. Кучерук І.М. Загальний курс фізики. У трьох томах. Т. 1. Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка / І.М.Кучерук, І.Т Горбачук, П.П. Луцик. – К.: Техніка, 2006, розділи 10, 11.

ПЛАН

Маятники. Енергія коливального руху.

Додавання коливань. Биття.

Утворення хвиль.

Стоячі хвилі.

ЗМІСТ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ

Маятники. Енергія коливального руху.

Механічні коливання У будь-який момент часу t повна енергія пружинного маятника складається із кінетичної енергії руху муфти і потенціальної енергії деформованої пружини . Врахуємо, що , , , одержуємо

Електричні коливання У будь-який момент часу t повна енергія коливального контуру складається із енергії електричного поля конденсатора і енергії магнітного поля котушки . Так як , одержуємо

Отже повна механічна енергія пружинного маятника при незатухаючих коливаннях не залежить від часу, тобто залишається сталою. Відбувається перетворення потенціальної енергії к кінетичну і навпаки. Вона пропорційна квадрату амплітуди і квадрату частити і дорівнює максимальній кінетичній, або максимальній потенціальній енергії.

Енергія незатухаючих коливань у коливальному контурі

також не залежить від часу, пропорційна квадрату амплітуди і квадрату частоти і дорівнює максимальній енергії електричного поля конденсатора, або максимальній енергії магнітного поля котушки.