大學物理答案第4章

1、第四章 流體力學41如本題圖，試由多管壓力計中水銀面高度的讀數(shù)確定壓力水箱中A點的相對壓強（PP0）。（所有讀數(shù)均自地面算起，其單位為米）習題41圖解：根據(jù)得 習題42圖42如本題圖，將一充滿水銀的氣壓計下端浸在一個廣闊的盛水銀的容器中，其讀數(shù)為。（1）求水銀柱的高度。(2)考慮到毛細現(xiàn)象后，真正的大氣壓強多大?已知毛細管的直徑，接觸角，水銀的表面張力系數(shù)。解：（1） （2）43滅火筒每分鐘噴出60m3的水，假定噴口處水柱的截面積為1.5cm2，問水柱噴到2m高時其截面積有多大？解：流量 且 44油箱內(nèi)盛有水和石油，石油的密度為0.9gcm3，水的厚度為1m，油的厚度為4m。求水自箱底小孔流出

2、的速度。解：如圖，流線上1、2點分別是油面和小孔處的兩點。根據(jù)伯努利方程 得：12 45一截面為5.0cm2的均勻虹吸管從容積很大的容器中把水吸出。虹吸管最高點高于水面1.0m，出口在水下0.60m處，求水在虹吸管內(nèi)作定常流動時管內(nèi)最高點的壓強和虹吸管的體積流量。解：如圖選取C點高度為零。在流線上，A是容器中水面一點，B是虹吸管最高點，C是出水口一點。根據(jù)伯努利方程ACB 得： 又因為定常流動 47在一20cm×30cm的矩形截面容器內(nèi)盛有深度為50cm的水。如果從容器底部面積為2.0cm2的小孔流出，求水流出一半時所需的時間。解：如圖，流線AB中A、B分別是任意時刻液面上和小孔處的

3、兩點。根據(jù)伯努利方程得： AB 又 （1） 上式兩邊同時對求導，得 即 兩邊同時積分，得 又因為由（1）得 當時， 當時， 48如本題圖所示，在一高度為H的量筒側(cè)壁上開一系列高度h不同的小孔。試證明：當hH2時水的射程最大。AB習題48圖解：如圖，流線AB中A、B分別是水面上和小孔處的兩點。根據(jù)伯努利方程得： 所以，射程 當時，水的射程最大。習題49圖49使機車能在行進時裝水，所用的裝置如本題圖所示，順著鐵軌裝一長水槽，以曲管引至機車上。曲管之另一端浸入水槽中，且其開端朝向運動的前方。試計算，火車的速度多大，才能使水升高5.1m？解：在曲管內(nèi)取一流線，流線上1、2點分別是曲管上、下端口的兩點。

4、根據(jù)伯努利方程得 令 則 410 密度為2.56gcm3、直徑為6.0mm的玻璃球在一盛甘油的筒中自靜止下落。若測得小球的恒定速度為3.1cms，試計算甘油的粘滯系數(shù)。甘油的密度為1.26gcm3。解：小球在下落過程中受到浮力、黏性阻力和重力。當以恒定速度運動時，受力平衡，即 斯托克斯公式 411一半徑為0.10cm的小空氣泡在密度為0.72×103kgm3、粘滯系數(shù)為0.11Pa·s的液體中上升，求其上升的終極速度。解：小空氣泡在上升過程中受到浮力和黏性阻力（重力忽略）。當受力平衡時，將以恒定速度運動。，斯托克斯公式 412試分別計算半徑為1.0×10-3mm和5.0×10-2mm的雨滴的終極速度。已知空氣的粘滯系數(shù)為1.81×10-5a·s，密度為1.3×1