Bai 43 Ung dung cua dinh luat Becnuli

Chứng minh phương trình Béc-nu-li đối với ống nằm ngang Giả sử có một chất lỏng lí tưởng, chảy trong ống dòng nằm ngang: Xét một phần chất lỏng nằm giữa hai tiết diện S1 và S2 của ống dò[r]

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ

VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI HỌC NGÀY

HÔM NAY

Lớp 10A

Tổ 4

Xem lại bài cũ

A Tóm tắt lý thuyết

1 Chuyển động của chất lỏng lí tưởng

2 Đường dòng, ống dòng

3 Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng Lưu lượng chất lỏng

4 Định luật Béc-nu-li cho ống dòng nằm ngang

B Tóm tắt công thức

1 Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng:

2 Lưu lượng chất lỏng:

3 Định luật Béc-nu-li:

_ Công thức 1:

_ Công thức 2:

1

2 2

1

v

v S

S



2 2 1

1.v S.v

S t

v







const v

p 2

2

1



2 2 2

2 1 1

2

1 2

1

v p

v

p

BÀI 43 ỨNG DỤNG CỦA ĐỊNH LUẬT

BÉC-NU-LI

I Đo áp suất tĩnh và áp suất toàn

phần

a) Đo áp suất tĩnh: Đặt một ống hình trụ ở hai đầu, sao cho miệng ống song song với dòng chảy (Hình 1) Áp suất tĩnh tỉ lệ với độ cao của cột chất lỏng trong ống.

1

gh

pt   b) Đo áp suất toàn phần: Dùng một ống hình trụ hở hai đầu, một đầu được uốn vuông

góc Đặt ống sao cho miệng ống vuông góc với dòng chảy (Hình 1) Áp suất toàn phần tỉ

lệ với độ cao của cột chất lỏng trong ống

2

gh

p tp  

Hình 1 Chuẩn bị dụng cụ như hình vẽ, ống A đo áp suất tĩnh, ống B đo áp suất toàn phần

II Đo vận tốc chất lỏng Ống

Ven-tu-ri

Dựa trên nguyên tắc đo áp suất tĩnh nói ở trên, người ta tạo ra ống Ven-tu-ri dùng để đo vận tốc chất lỏng trong ống dẫn (Hình 2) Ống Ven-tu-ri được đặt nằm ngang, gồm một phần có tiết diện S1 và một phần có tiết diện S2 nhỏ hơn Một áp kế hình chữ U, có hai đầu nối với hai phần ống đó, cho biết hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện Biết hiệu

áp suất và các diện tích tiết diện S1, S2, ta có thể tính được vận tốc v1 tại tiết diện

S1 theo công thức sau:

p



) (

2

2 2

2 1

2 2 1

S S

p

S v









p



Hình 2

Chứng minh công thức

Gọi: _ p1, v1, lần lượt là áp suất và vận tốc tại tiết diện S1

_ p2, v2, lần lượt là áp suất và vận tốc tại tiết diện S2

2 2 2

2 1 1

2

1 2

1

v p

v

p

  1 )

( 2

1 2

1

2 2 2

1 p v v p

 

 2

1 2

1 2

1

2 2

S

S v

v

v S

S







 2

2

2 1

2 2 1

2 2

2 2

2 1 2 1 2

2

2 1 2 1

2 2

1 2

1

S S

p S v

S

S S

v

p S

S v

p

















































Áp dụng định luật Béc-nu-li:

Ta có:

Mặt khác:

Thế (2) vào (1), ta được:

III Đo vận tốc của máy bay nhờ ống Pi-tô

Máy bay bay trong không khí với vận tốc v tương đương với máy bay đứng yên trong không khí có vận tốc v

Dụng cụ đo vận tốc của máy bay gọi là ống Pi-tô (Hình 3), được gắn vào cánh máy bay Dòng không khí bao quanh ống như hình vẽ Vận tốc chảy vuông góc với tiết diện S của một nhánh ống chữ U Nhánh kia thông ra một buồng có các lỗ nhỏ ở thành bên để cho

áp suất của buồng bằng áp suất tĩnh của dòng không khí bên ngoài Độ chênh của hai mức chất lỏng trong ống chữ U cho phép ta tính được vận tốc của dòng không khí tức là vận tốc của máy bay

KK

h

g v



 

Hình 3

Chứng minh công thức

Theo định luật Béc-nu-li, ta có:

2 2

2

1 2

1

v p

V

ptp KKt KK

Tại áp suất toàn phần, không có không khí chèn vào, nên:

2

2

1

v p

ptpt KK

KK KK

t tp KK

t

tp g h

v

h h

g v

p

p v



























 2 ( ) 2 ( ) 2

IV Một vài ứng dụng khác của định luật Béc-nu-li

a) Lực nâng cánh máy bay

b) Bộ chế hoà khí

Bộ chế hoà khí (cacbuaratơ) là một bộ phận trong các động cơ đốt trong dùng để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu - không khí cho động cơ Trong buồng phao A, xăng được giữ ở mức ngang với miệng vòi phun G (g-iclơ) nhờ hoạt động của phao P Ống hút không khí có một đoạn thắt lại tại B Ở đó áp suất giảm xuống, xăng

bị hút lên và phân tán thành những hạt nhỏ trộn lẫn với không khí tạo thành hỗn hợp đi vào xilanh

B G

A P

V Chứng minh phương trình Béc-nu-li đối với ống nằm

ngang

Giả sử có một chất lỏng lí tưởng, chảy trong ống dòng nằm ngang: Xét một phần chất lỏng nằm giữa hai tiết diện S1 và S2 của ống dòng Sau thời gian Δt chuyển động tới vị trí nằm giữa hai tiết diện S1' và S2'.

S2' S1'

Chứng minh công thức

Độ biến thiên động năng

2 1 1

2 2 2

2 1

2 2

1 2

2

1 2

1

2

1 2

1

v V v

V W

mv mv

W

W W

W

đ đ

đ đ

đ



 





















Công sinh ra:

2 2 1

1

2 2 2 1

1 1 2

2 1

1 2

1

V p

V p

A

t v S p t

v S p x

F x

F A

A

A



























Δx1

Δx2

p2

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng

2 1 1

2 2 2

2 1

2 1

2 2

2 1

1 2

2

1 2

1

2

1 2

1

v p

v p

V p V

p Vv

Vv

A A

W

Wđ đ































Do: p1=p2=p,V1=V2=V, nên:

Vậy

const v

p  2

2

1



Tổng quát

const gh

v

p  2  

2 1

Câu hỏi cuối bài học

1 Đặt hai tờ giấy cho hai mặt song song gần nhau và thổi cho luồng khí qua khe giữa hai tờ giấy Hiện tượng gì xảy ra? Giải thích

Trả lời: Khi thổi không khí qua khe giữa hai tờ giấy, áp suất tĩnh ở trong khe giảm so với

áp suất không khí bên ngoài nên hai tờ giấy bị ép sát vào nhau

2 Hãy áp dụng phương trình Béc-nu-li tìm ra công thức ở III

Theo định luật Béc-nu-li, ta có:

2 2

2

1 2

1

v p

V

Tại áp suất toàn phần, không có không khí chèn vào, nên:

2

2

1

v p

KK KK

t tp KK

t

v

h h

g v

p

p v



















 2 ( ) 2 ( ) 2

3 Tại sao nói định luật Béc-nu-li là một ứng dụng của định luật bảo toàn năng lượng?

Trả lời: Nói định luật Becnuli là một ứng dụng của định luật bảo toàn năng lượng vì khi chứng minh định luật Becnuli ta đã áp dụng định luật bảo toàn cơ năng – một trường hợp đặc biệt của định luật bảo toàn năng lượng

Kết thúc bài học

Cảm ơn quý thầy cô

và các bạn đã lắng nghe

Nguyễn Xuân Hiển