Chương 5: CƠ HỌC CHẤT LƯUChủ đề 1: Áp suất thuỷ tĩnh, nguyên lí Pascan Chủ đề 2: Sự chảy thành dòng, định luật Bec-nu-li... A gọi là lưu lượng chất lỏng - Khi chảy ổn định , lưu lượng c
Trang 1Chương 5: CƠ HỌC CHẤT LƯU
Chủ đề 1: Áp suất thuỷ tĩnh, nguyên lí Pascan
Chủ đề 2: Sự chảy thành dòng, định luật Bec-nu-li
Trang 2I Kiến thức:
1 Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng – Lưu lượng chất lỏng
- Trong một ống dòng, tốc độ của chất lỏng tỉ lệ nghịch với tiết diện :
1
2
2
1
S
S
v
v
= hay v1S1 =v2S2 = A A gọi là lưu lượng chất lỏng
- Khi chảy ổn định , lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là một hằng số
2 Định luật Bec-nu-li
- Ống dòng nằm ngang : Trong một ống dòng nằm ngang tổng áp suất tĩnh và áp
suất động tại một điểm bất kì là hằng số : p+ v2 =const
2
1
Trong đó : * p là áp suất tĩnh
* 2 2
1
v
ρ là áp suất động
* 2 2
1
v
p+ ρ là áp suất toàn phần
- Ống dòng không nằm ngang(Nâng cao) : p+ v + g.z =const
2
ρ
Trong đó : z là tung độ của điểm đang xét
Trang 3I Kiến thức:
3 Đo áp suất tĩnh và áp suất động
Ống a : đo áp suất tĩnh
4 Đo vận tốc chất lỏng - ống Ven-tu-ri
2
s S
p s v
−
∆
=
ρ
Trong đó : S ; s là hai tiết diện ống Ven-tu ri
ρ là khối lượng riêng của chất lỏng
∆p là hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s
5 Đo vận tốc máy bay nhờ ống pi-tô
kk kk
h g p
v
ρ
ρ ρ
∆
=
∆
Trong đó : ∆h là độ chênh lệch mức chất lỏng trong hai nhánh, tương ứng với độ chênh lệch áp suất∆p
ρ là khối lượng riêng của chất lỏng trong 2 nhánh
ρkk là khối lượng riên của không khí bên ngoài
h 1 h 2
Trang 4
II CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 2: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG - ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI
diện S1 =12cm2 đến 21
2
S
S = Hiệu áp suất giữa chổ rộng và chổ hẹp là 4122 Pa Lưu lượng của nước trong ống là bao nhiêu?
HD:
• Áp dụng công thức lưu lượng chất lỏng : 1
2
1 1 2 2
2 1
S
S v v S
v S
• Vận dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang :
2 2 2
2 1 1
2
1 2
1
v p
v
2 1
2 2 2
1
2
3 ) (
2
1
v v
v p
p
p= − = ρ − = ρ
⇒ A= S1.v1 =2.10-3m3/s
Trang 5II CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 2: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG - ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI
VD2: Một ống dẫn nước vào tầng trệt có đường kính trong là d, tốc độ nước là 1,5 m/s và áp
suất 2.105 Pa Sau đó ống thắt hẹp dần đến đường kính trong là d/4 khi lên đến tầng lâu cao 5 m so với tầng trệt Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 và lấy g = 10 m/s2
Áp suất nước ở tầng lâu bằng bao nhiêu ?
HD: - Gọi tốc độ nức ở tầng lầu là v 2 :
2
1 1 2 2 2 1 1
S
S v v S v S
- Áp dụng phương trình Béc-nu-li cho ống dòng không nằm ngang :
2
2 2 2
1
2 1 1
2
1 2
1
gz v
p gz
v
Biến đổi biểu thức này và chú ý z2 – z1 sẽ tìm được p2 Kết quả : p2 = 1,33.103 Pa
Trang 6II CÁC DẠNG BÀI TẬP
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Chủ đề 2: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG - ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI
cho nước chảy qua bình với lưu lượng 1,4.10 − 4 m3/s
a) Xác định tốc độ dòng nước tại mặt thoáng của bình và lổ ở đáy bình ?
b) Xác định chiều cao cột nước cần đưa vào trong bình để có lưu lượng chảy như trên?
Đs: a) 17,8.10 −3 m/s ; 1,4 m/s b) 10cm
đạt vận tốc 5 m/s thì ống phải có tiết diện bao nhiêu?
Đs 6.10-4 m2;
Câu 3 Một ống nước nằm ngang có đoạn bị thắc Biết tổng áp suất động và áp suất tĩnh tại
một điểm có vận tốc 10 (m/s) là 8.104 Pa Với khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 thì áp suất tĩnh ở điểm đó là bao nhiêu
Đs 3.104 Pa
Trang 7II CÁC DẠNG BÀI TẬP
Chủ đề 2: SỰ CHẢY THÀNH DÒNG - ĐỊNH LUẬT BÉC-NU-LI
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
hai có diện tích là 5cm2 có áp suất 2.105N/m2 thì lưu lượng nước đi qua ống là
Đs.0,24m3/p
Câu 5 Dùng ống Ven- tu -ri để đo vận tốc chất lỏng Tìm vận tốc ở phần ống to, biết rằng khối
lượng riêng chất lỏng ρ =0,85 103 kg/m3, tiết diện phần ống to bằng 4 lần phần ống nhỏ, độ chênh cột thuỷ ngân ∆p = 15mmHg
Đs 56cm/s
lượng thuỷ ngân ρHg = 13,6 103 kg/m3 gia tốc g = 9,7 m/s2 độ chênh cột thuỷ ngân là h
=15cm Tốc độ máy bay là
Đs: 628 km/h
Câu 7 Trong một máy ép dùng chất lỏng, mỗi lần píttông nhỏ đi xuống một đoạn h =0,2m thì
píttông lớn được nâng lên một đoạn H = 0,01m Nếu tác dụng vào pittông nhỏ một lực f = 500N thì lực nén lên pittông lớn lực F có độ lớn là:
Đs.10000N