Έχουμε γεμίσει μια κατακόρυφη
σύριγγα με νερό, κλείνοντάς την στο κάτω μέρος με έμβολο εμβαδού Α=1cm2
και βάρους 0,2Ν, το οποίο δεν παρουσιάζει τριβές με τα τοιχώματα. Το ύψος της
στήλης του νερού είναι h=10cm.
i)
Να υπολογιστεί η απαραίτητη δύναμη F που
πρέπει να ασκούμε στο έμβολο για την ισορροπία του.
ii)
Κλείνουμε με το δάκτυλο το άνω άνοιγμα της σύριγγας, διατομής ίσης με το 1/5 της
διατομής του κύριου σωλήνα και αυξάνουμε την τιμή της δύναμης σε F1=2,2Ν.
Πόση δύναμη πρέπει να ασκούμε με το δάκτυλο στο άνοιγμα για να μην έχουμε
διαρροή νερού και ποια η πίεση στην πάνω επιφάνεια του εμβόλου;
iii)
Κάποια στιγμή (t=0) τραβάμε το δάκτυλο και μεταβάλλοντας κατάλληλα την ασκούμενη
δύναμη F στο έμβολο, πετυχαίνουμε το έμβολο να κινείται με σταθερή u=0,1m/s. Με
τον τρόπο αυτό το νερό εκτινάσσεται κατακόρυφα προς τα πάνω.
α)
Σε πόσο ύψος πάνω από την σύριγγα θα
φτάσει το νερό, αν αγνοήσουμε την αντίσταση του αέρα;
β)
Να βρεθεί η πίεση στην πάνω πλευρά του εμβόλου σε συνάρτηση με το χρόνο.
Δίνεται η ατμοσφαιρική πίεση pατ=105Ν/m2,
η πυκνότητα του νερού ρ=1.000kg/m3
και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2. Με το τράβηγμα του
δακτύλου, να θεωρείστε ότι αποκαθίσταται, σχεδόν άμεσα, μόνιμη και στρωτή ροή,
χωρίς εσωτερικές τριβές ή τριβές του νερού με τα τοιχώματα, ενώ καθ' όλη τη
διάρκεια του πειράματος η σύριγγα συγκρατείται σε σταθερή θέση.
ή
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου