- •Механика
- •1 Кинематика
- •Кинематическое описание движения материальной точки
- •1.3 Скорость
- •1.4 Ускорение и его составляющие
- •1.5 Поступательное движение твёрдого тела
- •2.1 Первый закон Ньютона – закон инерции
- •2.2 Сила. Масса
- •2.4 Третий закон Ньютона
- •2.5 Основной закон динамики поступательного движения твёрдого тела
- •2.6 Закон сохранения импульса
- •2.7 Центр масс механической системы и закон его движения
- •2.8 Виды сил в механике
- •Для характеристики скорости совершения работы вводится понятие мощности
- •3.1 Механическая энергия системы тел
- •3.2 Закон сохранения механической энергии
- •4.1 Момент силы
- •4.2 Момент инерции тела
- •4.3 Работа и кинетическая энергия вращающегося тела
- •4.5 Момент импульса и закон его сохранения
- •6 Элементы механики сплошных сред
- •6.2 Уравнение Бернулли
- •6.2.1 Горизонтальное течение жидкости
- •6.2.2 Истечение жидкости из отверстия
- •6.3 Вязкость
- •6.4 Два режима течения жидкости
- •7 .1 Механические гармонические колебания и их характеристики
- •7.2 Энергия точки, совершающей гармонические колебания
- •7.3 Гармонический осциллятор
- •7.3 Затухающие колебания
- •7.4 Вынужденные колебания
- •7.6 Уравнение плоской бегущей волны
- •7.7 Стоячая волна
- •Часть II. Термодинамические параметры и процессы. Уравнение состояния идеального газа. Явления переноса.
- •8 Термодинамические системы и их параметры
- •8.1 Термодинамические параметры и процессы
- •8.2 Уравнение состояния идеального газа
- •8.3 Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •7.4 Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа
- •8.5 Статистические распределения
- •8.5.2 Распределение Больцмана для частиц во внешнем силовом поле
- •8.5.3 Закон распределения молекул газа по скоростям (закон Максвелла)
- •8.6 Явления переноса в термодинамически неравновесных системах
- •8.6.1 Диффузия
- •8.6.2 Внутреннее трение
- •9 Первое начало термодинамики
- •9.1 Внутренняя энергия системы
- •9.2 Работа и теплота
- •9.3 Первый закон термодинамики
- •9.5. Теплоёмкость вещества
- •9.6 Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальном газе
- •9.6.1 Изохорный процесс ( )
- •9.6.2. Изобарный процесс ( )
- •9.6.3 Изотермический процесс ( )
- •9.6.4 Адиабатный процесс ( )
- •8.6.5 Политропный процесс ( )
- •10.1 Обратимые и необратимые процессы
- •10.2 Круговые процессы
- •10.4 Теорема Карно
- •10.5 Неравенство Клаузиуса
- •10.6 Энтропия
- •10.6.1 Свойства энтропии
- •10.7 Второе начало термодинамики
- •11 Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •11.1 Учёт собственного объёма молекул
- •11.2 Учёт притяжения молекул
- •11.3 Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ
- •11.4 Критическое состояние вещества. Фазовые переходы
- •11.5 Внутренняя энергия реального газа
- •Часть III Электрическое поле. Электростатика. Взаимодействие электрических зарядов. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса.
- •Поляризационные заряды
- •Энергия электрических зарядов
- •Энергия заряженного конденсатора
- •Энергия заряженного проводника
- •7. Контроль и оценка результатов обучения
- •7.1. Контрольные тесты
- •7.2 Информация по оценке достижения студентов
- •8 Политика и процедура курса
- •График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
- •Карта учебно-методической обеспеченности дисциплины (кумод) «Физика» на 2016- 2017 учебный год
6.2.1 Горизонтальное течение жидкости
При
горизонтальном течении жидкости
(например, в горизонтальной трубе)
,
поэтому уравнение Бернулли приобретает
вид
(6.6)
т.е.
при горизонтальном
течении
жидкости
в отсутствии трения сумма динамического
и статического давлений одинакова во
всех сечениях трубки тока. Из
полученного уравнения и уравнения
неразрывности струи (6.1)
следует, что в местах сужения
горизонтальной трубы скорость течения
жидкости больше, а статическое давление
меньше. Разность
уровней в трубках (
)
определяет динамическое давление:
,
(6.7)
откуда можно вычислить скорость потока
.
(6.8)
6.2.2 Истечение жидкости из отверстия
Применим уравнение Бернулли к случаю истечения жидкости из небольшого отверстия в широком открытом сосуде. Выделим в жидкости трубку тока, одним сечением которой является её открытая поверхность, а другим – отверстие, через которое она вытекает (рис. 6.3).
Внешнее давление
в обоих сечениях одинаково (равно
атмосферному давлению). Поскольку
сечение открытой поверхности
много больше сечения отверстия
(
|
Р |
откуда
,
где
– высота открытой поверхности жидкости
над отверстием в сосуде;
.
Тогда формулу для скорости истечения жидкости из отверстия, которая называется формулой Торричелли, можно записать так:
.
(6.9)
Из формулы видно, что скорость истечения жидкости из малого отверстия, находящегося на глубине под открытой поверхностью, совпадает со скоростью, которую приобретает любое тело, свободно падая с высоты .
Струя жидкости, вытекающая из отверстия в сосуде, уносит с собой импульс
,
(6.10)
где
– масса вытекшей жидкости;
– плотность жидкости;
– площадь сечения отверстия;
– скорость струи;
– время истечения. Этот импульс сообщается
вытекающей жидкости сосудом. По третьему
закону Ньютона сосуд получает от жидкости
импульс
,
т. е. испытывает действие силы
,
(6.11)
которая
называется реакцией
вытекающей струи.
Если сосуд поставить на тележку, то под
действием
тележка с сосудом начнёт двигаться в
направлении, противоположном движению
струи.
Найдём значение силы реакции, воспользовавшись выражением (6.9), для скорости истечения жидкости из отверстия
........................................(6.12)
Движение, возникающее в результате реакции вытекающей струи жидкости или газа, называется реактивным.
6.3 Вязкость
Вязкость – свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещению одного слоя жидкости относительно другого. При этом между слоями возникает сила внутреннего трения, направленная по касательной к их поверхности
, (6.13)
где
– градиент скорости, показывающий, как
быстро изменяется скорость при переходе
от слоя к слою в направлении
;
– площадь соприкосновения слоёв;
– коэффициент
динамической вязкости
(или
просто вязкость),
зависящий от природы жидкости. В
результате действия силы трения быстрые
слои ускоряют медленные и, наоборот,
медленные слои тормозят прилегающие к
ним быстрые слои.

),
то в соответствии с уравнением
неразрывности струи (6.1) скорость
перемещения открытой поверхности
жидкости настолько мала, что ею можно
пренебречь. Поэтому уравнение Бернулли
(6.5) имеет вид:
ис.
6.3 Истечение жидкости из отверстия