大物習(xí)題解答-大學(xué)物理習(xí)題答案(許瑞珍_賈誼明)-第10章流體力學(xué)

1、A點(diǎn)的相對壓強(qiáng)水第十章流體力學(xué)10-1如本題圖，試由多管壓力計(jì)中水銀面高度的讀數(shù)確定壓力水箱中 （P-Po）o （所有讀數(shù)均自地面算起，其單位為米）解：根據(jù)P gh得P3Po汞 g (1.8 0.7)P2 P3水 g (2 0.7)P1P2汞g(2 0.9)PPi一水g(2.5 0.9)PP0汞 g 2.2m一水 g 2.9m10 2如本題圖, 容器中，其讀數(shù)為將一充滿水銀的氣壓計(jì)下端浸在一個(gè)廣闊的盛水銀的5-2p 0.950 10 N m 。（1）求水銀枉的局度 h。（2）考慮到毛細(xì)現(xiàn)象后，真正的大氣壓強(qiáng)p0多大？ 已知毛細(xì)管的直徑_ _31d 2.0 10 m,接觸角9兀，水銀的表面張力系

2、數(shù)b 0.49 N m 。解：（1） p ghPg0.950 105習(xí)題10 29.8 13.671.3cmP0一一 一 50.95 102 0.49cos1.0 10 3_ _4 一9.6 10 Pa10-3滅火筒每分鐘噴出2m高時(shí)其截面積有多大？60m3的水，假定噴口處水柱的截面積為1.5cm2,問水柱噴到解：流量 Q v1slv2 s2L22且 v2 v1 2ghS160m3 60s7 6.7 103m/s1.5 10 mS2 Q Q 4.35cm2 v2V12 2gh104油箱內(nèi)盛有水和石油，石油的密度為0.9g/cm3,水的厚度為1m,油的厚度為4m。求水自箱底小孔流出的速度。解：如

3、圖，流線上1、2點(diǎn)分別是油面和小孔處的兩點(diǎn)。根據(jù)伯努利方程gh p 恒量得:1 2油gh由水v水gh水2g( h 油 h7K) 9.5m/s水Ivh2105 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(diǎn)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(shí)管內(nèi)最高點(diǎn)的壓強(qiáng)和虹吸 管的體積流量。解：如圖選取C點(diǎn)高度為零。在流線上， A是容器中水面一點(diǎn), 水口一點(diǎn)。根據(jù)伯努利方程12v gh p 恒重得：-vBg(hi h2) Pb - vC P022B是虹吸管最高點(diǎn)，C是出又因?yàn)槎ǔＡ鲃観 vB S vC SPb P0g(hi h2)1212-VAgh

4、2P0-VCP022Va 0Vc2gh2Q vCS 1.71 10 4m3C10-7在一 20cmx 30cm的矩形截面容器內(nèi)盛有深度為 為2.0cm2的小孔流出，求水流出一半時(shí)所需的時(shí)間。50cm的水。如果從容器底部面積解：如圖，流線 AB中A、B分別是任意時(shí)刻液面上和小孔處的兩點(diǎn)。根據(jù)伯努利方程得:1 vAgh P0 1 vB P022又 v ASAvB SB2SA1 v； 2gh (1)SB上式兩邊同時(shí)對t求導(dǎo)，得22 SASB2SASB1 dvA gdt兩邊同時(shí)積分，得2SaS1 (vA0VAt )gt又因?yàn)橛桑?）得當(dāng)h H時(shí)，vA0H,時(shí),2VAt2gH2SaSBgH2SaSB(行

5、1)府)2唱U”試證明:108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。 當(dāng)h= H/2時(shí)水的射程最大。解：如圖，流線 AB中A、B分別是水面上和小孔處的兩點(diǎn)。根據(jù)伯努利方程得：g(H h) PoV1gh Po習(xí)題10-9圖H 當(dāng)h 三時(shí)，水的射程最大。210-9使機(jī)車能在行進(jìn)時(shí)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(jī)車上。曲管之另一端浸入水槽中，且其開端朝向運(yùn)動的前方。試計(jì)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(diǎn)分別是曲管上、下端口的兩點(diǎn)。根據(jù)伯努利方程得12一V2P02則V22gh 2 9.8 5.1 1

6、0m/s1010密度為2.56g/cm3、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3.1cm/s,試計(jì)算甘油的粘滯系數(shù)。甘油的密度為1.26g/cm3。解：小球在下落過程中受到浮力F、黏性阻力f和重力G。當(dāng)以恒定速度運(yùn)動時(shí)，受力平衡，即F f G斯托克斯公式f 6 vr4343油 g；7 r 6 vr 球g 二 r33.2 , gd （球 油）/18v 0.82Pa S1011 半徑為0.10cm的小空氣泡在密度為 0.72X I03kg/m3、粘滯系數(shù)為0.11Pas 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F和黏性阻力f （重力忽略）。當(dāng)受力平衡時(shí)，將以恒定速度Vm運(yùn)動。F f ,斯托克斯公式f 6 Vmr36Vmrvm_21.43 10 m/s10- 12試分別計(jì)算半徑為1.0x 10-3mm和5.0x 10-2mm的雨滴的終極速度。已知空氣的粘滯系數(shù)為 1.81 x 10-5a s,密度為 1.3X 10-3g/cm3。解：雨滴在下落過程中受到浮力F、黏性阻力f和重力G。當(dāng)受力平衡時(shí)，將以恒定速度Vm運(yùn)動。F f G ,斯托克斯公式f 6 Vmr43343雨g- r +6 Vmr 空氣 g-