Bài tập Cơ học lưu chất - Phần 2 (Có lời giải)

Bài tp-1.6: Mt bình bng thép có thtích tăng 1% khi áp sut tăng thêm 70Mpa. Ở  
điu kin trng thái áp sut p=101,3Kpa bình cha đy 450kg nước ( =1000kg/ 3 ).  
ρ
m
Biết sut đàn hi K=2,06. 9 pa. Hi khlượng nước cn thêm vào đtăng áp sut  
10  
lên thêm 70Mpa.  
Bài gii:  
ρ
Khi tăng thêm 70Mpa thtích tăng thêm 1%, bình chúa đy nước 450kg,  
=1000kg/ 3 , K=2,06. 9 pa  
m
10  
450  
Vn =Vb =  
= 0,45(m3 )  
1
1
1000  
V
n : thtích nước  
V
b : thtích bình  
1
1 Vn  
Vn P  
β = = −  
Ta có:  
K
VnP  
0,45.70.106  
63  
Vn = −  
= −  
= −  
= −0,0153(m3 )  
K
2,06.109  
4120  
3
Thtích nước gim 0,0153(  
)
m
Khi tăng áp sut thêm 70Mpa thtích bình tăng thêm:  
Vb =1%.0,45 = 4,5.103  
3
(
)
m
Khi lượng riêng ca nước khi áp sut tăng thêm 70Mpa:  
450  
ρ2 =  
=1035,2(kg / m3 )  
0,450,0153  
Vy khi lượng nước cn thêm vào đáp sut tăng thêm 70Mpa là:  
m = ρ (V + ∆V ) =1035,2.(0,0153+ 4,5.103 )  
= 20,497(kg)  
2
n
b
m = 20,497(kg)  
m = 20,497(kg)  
Đáp s:  
3
Bài tp-1.7: Xác đnh sthay đi thtích ca 3  
không khí khi áp sut tăng từ  
m
0
100Kpa đến 500Kpa. Không khí nhit độ  
( xem không khí là khí lý tưởng ).  
23  
Bài gii:  
Phương trình đng nhit:  
PV = PV2  
1
1
2
PV 100.3  
= 0,6(m3 )  
1
1
V2 =  
=
P
500  
2
Sthay đi thtích:  
V =V2 V = 0,6 3 = −2,4(m3 )  
1
3
Đáp s: Vy thtích gim đi 2,4(  
)
m
Bài tp-2.22: Mt ca van hình chnht ABCD đáy nm ngang có thquay xung  
quanh trc AB. Ca van được đóng li bđi trng gn trên van. Trng lượng ca  
đi trng và van là 9810 N, đt ti G. Ca van dài 120cm. Xác đnh chiu cao ct nước  
đcó thmvan.  
Bài gii:  
Áp lc tác dng lên thành  
a
F = hcSγ = (h sin 600 S  
2
Đim đt áp lc D  
Jc  
ZD = ZC +  
ZC .S  
h asin 600  
a
+ +  
2
La3  
h asin 600  
sin 600  
ZD =  
sin 600  
a
12(  
+ ).S  
2
h asin600  
a
La3  
AD = ZD OA = ZD −  
=
+
h asin 600  
a
sin 600  
2
12(  
+ ).S  
sin 600  
2
Đmđược van:  
F.AD W.0,3  
a
a
La3  
(h sin 600 )γS[ +  
] W.0,3  
h a sin 600  
a
+ ).S  
2
2
2
12(  
sin 600  
a
a
La3γ  
(h sin 600 )γS  
+
sin600 W.0,3  
2
2
12  
12W0,3La3γsin 600  
12γSa  
a
h ≥  
.2+ sin 600  
2
h 0,877(m)  
Đáp s: h=0,877(m)  
Bài tp-2.25: Xác đnh trsvà đim đt ca áp lc tác dng lên din tích ABC.  
Bài gii:  
h = 0,62 0,52 = 0,11  
A
B
AB.h  
S =  
Ta có  
2
M
AB.h3  
JC =  
36  
1
ZC = hc = 0,6+ h  
3
Áp lc:  
1
AB.h  
F = hcγS = (0,6 + h).0,86.9810.  
= 994,1(N)  
3
2
Đim đt:  
JC  
h
AB.h3.2  
ZD = ZC +  
= 0,6 + +  
h
ZC .S  
3
36.(0,6 + )AB.h  
3
ZD = 0,719(m)  
Đáp s:  
F = 994,1(N)  
ZD = 0,719(m)  
Bài tp-3.7: Các thành phn vn tc ca mt phn tlưu cht là:  
ux = x2  
uy = y2  
uz = z2  
Xác đnh phương trình đường dòng đi qua A(2,4,-6)  
Bài gii:  
dx dy dz  
=
=
Phương trình đường dòng:  
ux uy uz  
dx dy  
dx dy  
=
=
x2 y2  
ux uy  
dy dz  
dy dz  
=
=
uy uz  
y2 z2  
1
x
1
y
1
=
C1  
y
1
= C2  
z
1 1  
=
+ C1  
+ C2  
2
4
Phương trình đường dòng đi qua A(2,4,-6)  
1 1  
=
4
6
1  
C1 =  
4
5  
C2 =  
12  
Ta có phương trình đường dòng:  
y x  
4(  
) =1  
xy  
12 y z  
(
) =1  
5
yz  
4(y x) / xy =1  
Đáp s:  
12(y z) / 5yz =1  
Bài 2.42: Mt khi ghình lăng trni thng đng trong nước như hình v. Hi vtrí  
nm ngang ca khi gnhư thế nào?  
Bài gii:  
Ta có khi thng đng và khi nm ngang.  
ur uuuur  
P + FAS = 0  
1
ur uuuur  
P + FAS = 0  
2
Chiếu lên phương thng đng  
P = FAS  
1
P = FAS  
2
F
= F  
AS2  
Suy ra:  
AS1  
γVchìm1 = γVchìm2  
5
Vc1 =Vc2  
V
=
6
Ta có:  
S1 + S2 = S  
5
S2.L = S.L  
6
1
S1 = S  
6
R
R
R
S1 = ( R2 x2 (R x))dx = ( R2 x2 )dx (R x)dx  
RS  
RS  
RS  
Ta tính:  
R
32 π  
π
3
)
( R2 x2 )dx  
=
= 6,66.  
( −  
2 2  
+
6
4
RS  
R
x2  
(R x)dx  
=
2
RS  
Ta được:  
x2  
1
6
π R2  
= 4,7124  
6,66 -  
=
2
x =1,974(cm)  
x =1,974(cm)  
Đáp s:  
Bài s-4.25: Mt chiếc xe đang chy ly nước tmt cái mương nhbng mt ng  
có đường kính 10cm và đưa nước lên đcao H=3m. Tc đca xe là V= 65km/h.  
1) Tính tc đti đa và lưu lượng nước chy ra khi ng. Có nhn xét gì về  
đsâu đt ng h.  
2) H phi ln hơn bao nhiêu đnước không chy ra khi ng? Khi đó ng hot  
đng theo nguyên tc ng gì?  
Bài gii:  
Tính tc đti đa mà lưu lượng nước chy ra khi ng  
V2  
V
V
1
P
V 2  
P
2
V22  
1
1
Z1 +  
+
= Z2 +  
+
γ
2g  
γ
2g  
65.1000  
3600  
V =V =  
=18.06(m / s)  
1
Z1 = 0  
Z2 = h + H + d  
d
P = γ.(h + )  
1du  
2
P
= 0  
2du  
V 2  
d
V22  
1
= H +  
+
2g  
2
2g  
d
V 2 = 2g H +  
+V22  
1
2
d
V2 = V 2 2g(H + )  
1
2
V
Nhn xét  
không phthuc h (đsâu ng).  
2
V
2 = 16,314(m/s)  
d2  
Q =V2.S =16,314.π  
= 0,128(m3 / s) =128(dm3 / s) =128(lít / s)  
4
Khi nước không chy ra khi ng:  
d
V2 = V 2 2g(H + ) = 0  
1
2
d
V 2 2g(H + ) = 0  
1
2
V 2  
d
1
H =  
=16,57(m)  
2g  
2
ng hot đng theo nguyên tc Pito.  
V
Đáp s: 2 = 16,314(m/s)  
Q=128(lít/s)  
H=16,57 ng Pito.  
h
Bài s-4.40: ng tháo nước sau tuabine rng 4m. Đsau thượng lưu 1 =5m, đsau  
h
hlưu 2 =3m.  
1) Tính lưu lượng nước.  
2) Xác đnh thành phn nm ngang ca lc tác đng ca lc tác đng ca nước lên  
công trình. Bqua lc ma sát.  
Bài gii: Chn mt phng chun là mt phng nm ngang và đi qua tâm ca mt ct  
(2-2)  
1) Tính lưu lượng nước  
Q = Q2  
1
V S1 =V2S2  
1
V .5.4 =V2.3.4  
1
3
V = V2  
1
5
P
V 2  
P
2
V22  
1
1
Z1 +  
+
= Z2 +  
+
γ
2g  
γ
2g  
9 V22  
V22  
1+ 2,5+  
=1,5+  
25 2g  
2g  
8
V22 = 2g  
25  
50g  
V2 =  
Q = S2.V2 = 3.4.  
8
50  
g = 94(m3 / s)  
8
2) Xác đnh thành phn nm ngang ca lc tác đng ca nước tác đng lên  
công trình.  
Xét mt ct (1-1) và (2-2) có các áp lc tác đng vào khi cht lng:  
5
F = γ. .5.4  
1
2
3
F2 = γ. .3.4  
2
Khi cht lng chu các lc tác đng là:  
Lc trng trường P.  
Lc F ca công trình tác dng lên.  
F , F  
2 : áp lc 2 đu khi  
1
ur  
ur  
ur  
Q (β V 2 β V1) =  
F
Ta có:  
m
2
1
β1 = β2 =1  
Chn:  
Chiếu lên phương ngang:  
Qm (V2 V ) = Fx + F F2  
1
1
Fx = F2 F + Qm (V2 V )  
1
1
3
5
3
Fx = γ .3.4 − γ .5.4 + ρ.Q.(V2 V2 )  
2
2
5
Fx = −19503N = −19,5(KN)  
Fx  
Vy  
có chiu ngược li vi chiu giđnh.  
F
Lc do khi nước tác đng lên thành ng theo phương ngang là lc trc đi vi  
.
x
3
Đáp s: Q=94(  
)
m / s  
Fx =19,5(KN)  
Bài tp 5.17 Mt mô hình máy bay được thnghim trong ng khí đng. Không khí  
trong ng điu kin áp sut 1at, 0 C , có vn tc 50m/s. Nếu người ta thay không  
30  
khí trong ng bng nước 0 C thì vn tc nước trong ng phi là bao nhiêu?  
20  
Bài làm:  
Do trong ng khí đng ta xem nh hưởng ca trng lc là không đáng knên ta  
dùng mô hình Reynolds.  
Rem = Ret  
VmDm V Dt  
t
=
vm  
vt  
Tra bng phlc (1-1) và (1-2) Sách bài tp  
Không khí nhit đ0 C  
30  
µt  
vt = =16,57.106 (m2 / s)  
ρ
t
Nước nhit đ0 C  
20  
vm =1,007.106 (m2 / s)  
Dm = D  
t
VmDm V Dt  
t
=
vm  
vt  
V Dtvm  
t
Vm =  
Vm =  
vt Dm  
V vm 50.1,007.106  
t
=
= 3,04(m / s)  
vt  
16,57.106  
Vm = 3,04(m / s)  
Đáp s:  
pdf 9 trang baolam 27/04/2022 5700
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập Cơ học lưu chất - Phần 2 (Có lời giải)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_tap_co_hoc_luu_chat_phan_2_co_loi_giai.pdf