Модуль I «Механика» Микромодуль 1м3 «Элементы гидроаэродинамики» Вопросы для самоконтроля .

Советуем отвечать на все вопросы последовательно, не пропуская ни одного из них.

1. В чем различия и общность свойств жидкости, твердого тела и газа?

2. Что такое давление? Какова единица давления в СИ?

3. В чем состоит закон Паскаля?

4. Чему равно давление столба жидкости (гидростатическое давление)?

5. Сформулируйте и поясните закон Архимеда.

6. Какими способами можно описать движение жидкости?

7. Что называется идеальной жидкостью?

8. Какое движение называется установившимся или стационарным?

9. Что называют линией тока? Трубкой тока? Почему линии тока не пересекаются?

10. В чем состоит уравнение неразрывности? Выведите его.

11. Почему у воды, вытекающей из крана, площадь поперечного сечения струи уменьшается по мере падения воды?

12. Выведите уравнение Бернулли. Какой закон выражает это уравнение?

13. Что называется статическим давлением? Гидростатическим давлением? Динамическим давлением? Полным давлением?

14. Что представляет собой удельная энергия жидкости?

15. Как записывается уравнение Бернулли для горизонтальной трубки тока?

16. Каким образом, пользуясь уравнением Бернулли, можно определить скорость текущей жидкости?

17. Известно, что на два корабля, идущие параллельным курсом близко друг к другу, действуют силы, сближающие суда. Объясните это явление.

18. Закономерности, установленные для течения жидкости (например, уравнения неразрывности и Бернулли) можно при определенных условиях применять и к движению газа. Какие это условия?

19. Что представляет собой вязкость (внутреннее трение)?

20. Чему равна сила трения, возникающая при перемещении одного слоя жидкости относительно другого?

21. Что представляет собой динамическая вязкость (или просто вязкость)? В каких единицах она измеряется?

22. Какое течение жидкости называется ламинарным? Турбулентным?

23. Как распределены скорости движения слоев жидкости в трубе при ламинарном и турбулентном течении?

24. Каков смысл числа Рейнольдса?

25. Как определяется объем жидкости, вытекающей из цилиндрической трубы (формула Пуазейля)?

26. От чего зависит сопротивление движению тела в вязкой жидкости?

27. Какими способами можно измерить вязкость жидкости?

Задачи для аудиторного и индивидуального решения Примеры решения задач

Задача 1.

Давление в баке опрыскивателя плодовых деревьев 4,2·10³ Па.

Плотность жидкости ρ=1,05·10³ кг/м³. С какой скоростью выбрасывается струя жидкости из опрыскивателя?

По уравнению Бернулли

(1)

где υ_1,Р₁ - скорость и давление жидкости в баке опрыскивателя,

υ_2,Р₂ - скорость и давление в струе жидкости на выходе из

опрыскивателя.

Высоты h₁ и h₂ уровней жидкости будем считать одинаковыми,

h₁=h₂ (2)

По уравнению неразрывности

(3)

где S₁ и S₂ - соответственно площади сечения бака и трубки, из которой вытекает жидкость. Так как S₁>>S₂ то можем считать, что υ₁ = 0. Кроме того, Р₂=0так как в данном случае в уравнении Бернулли давление Р есть давление, избыточное над атмосферным.

Поэтому уравнение (1) с учетом равенств (2) и (3) принимает вид

Отсюда