Tải ở cuối trang

Sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao

Ứng dụng của định luật Béc-Nu-Li –

Do áp suất tĩnh và áp suất toàn phần Để đo áp suất tĩnh và áp suất toàn phần của một dòng chảy, người ta dùng các dụng cụ như trên Hình 43.1. a) Đo áp suất tĩnh : Đặt một ống hình trụ hở hai đầu, sao cho miệng ống song song với dòng chảy (Hình 43.la). Ap suất tĩnh tỉ lệ với độ cao của cột chất lỏng trong ống (bằng pght). 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 43.1b). Ap suất toàn phần tỉ lệ với độ cao của cột chất lỏng trong ống (bằng pgh2).2. Do 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 43.2). Ông Ven-tu-ri được đặt nằm ngang, gồm một phần có tiết diện S và một phần có tiết diện & nhỏ hơn. Một áp kế hình chữ U. có hai đầu nối với hai phần ống đó, cho biết hiệu áp suất tĩnh Ap giữa hai tiết diện. Biết hiệu áp suất Ap và các diện tích tiết diện S, s, ta có thể tính được vận tốc U tại tiết diện S theo công thức sau :2 n— p(S-s) trong đó p là khốilượng riêng của chất lỏng.Hình 43,2 Sơ đồ ống Ven-tu-ri 3. Do vận tốc của máy bay nhờ ống Pi-tôMáy bay bay trong không khí với vận tốc U tương đương với máy bay đứng yên trong không khí có vận tốc U.Dụng cụ đo vận tốc của máy bay gọi là ống Pi-tô (Hình 43.3), 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.4. Một vài ứng dụng khác của định luật Béc-nu-lia) Lực nâng cánh máy bayCánh máy bay có tiết diện dạng như Hình 43,4. Để nghiên cứu tác dụng của không khí lên cánh máy bay, ta coi máy bay đứng yên và không khí chuyển động thành dòng theo chiều ngược lại với cùng vận tốc. Ta nhận thấy ở phía trên, các đường dòng xít vào nhau hơn so với ở phía dưới cánh. Vận tốc dòng không khí ở phía trên lớn hơn vận tốc ở phía dưới cánh. Do vậy, áp suất tĩnh ở phía trên nhỏ hơn áp suất tĩnh ở phía dưới tạo nên một lực nâng máy bay. Trong thực tế cánh máy bay còn được đặt chếch lên trên tạo nên lực nâng lớn hơn.Áp dụng phương trình Béc-nu-li ta tìm được công thức tính vận tốc sau:2pgAh (43.5) PKKtrong đó p là khối lượng riêng của chất lỏng trong ống chữ U. Ah là độ chênh mực chất lỏng của hai nhánh, pkk là khối lượng riêng của không khí bên ngoài, g là gia tốc trọng trường.Hình 43,3 Ống Pi-tôHình 434 Lực nâng Cảnh máy bay2O7 Hình 43.5 Nguyên tắc cấu tạo của bộ chế hoà khíb) 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 (giclơ) nhờ hoạt động của phao P. Ông 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.5. Chúng minh phương trình Béc-nu-li đối Với ỗng năm ngang: … ột chất lỏng kh ܢ-1 ܫܐ- ܓ hi chảv ổn định trong một ống dòng nằm ngang. Ta hãy chứng minh phương trình Béc-nu-li đối với ống này:1 P + 5 pƯ = hằng số (43.6)208Hình 43.6Xét một phần chất lỏng nằm giữa hai tiết diện S1 và S2 của ống dòng. Ta đã biết ở bài 34 định lí động năng phát biểu như Տ{lԱ : Al-A la ܗܶ-݂ ܀ ܕܩ alngoại lực tác dụng lên vật đó.AE = A (43.7) Ta áp dụng định lí này cho phần chất lỏng nói trên. Trước hết ta tính AE Kaas. Alei ir A = A . phầgiữa hai mặt Si và S. Sự biến đổi động năng chỉ liên quan đến phần đầu SS và phần cuối S.S., còn phần giữa SS, thì không thay đổi gì. Ta có:1 1 AEа = 2 ρΔνυ: – 2. ρΔVυή (43.8) trong đó AV=SU1Af = S2U2Af do chất lỏng không chịu nén. Số hạng thứ hai ở vế phải có dấu – vì đây là phần động năng bị mất đi. Công A do các ngoại lực thực hiện trên hệ được tính như sau:• Ở đâu S1, áp suất p1 hướng theo chiều dòng chảy gây nên áp lực F1 = p St. Công do FI thực hiện làA = FAx = p S v At = p1 AV* Ở đầu $2, áp suất p2 hướng ngược chiều dòng chảy gây nên áp lực F2=-p252. Công do F2 thực hiện làA2 = F2Ax2 = -p2S2U2At = -p2AV Vậy công A bằng: A = A 1 + A2 = pAV — p2AV (43.9) Thay các công thức (43.8) và (43.9) vào công thức (43.7), ta được:1 pAV – pAV έρΔνες και ρΔVυ,Chia hai vế cho AV và sắp xếp lại, ta có:1 .2 .2 P) + por = P + pg Ta viết lại được như sau:p+ pU°= hằng số (43.10)Đây là công thức cần tìm của định luật Béc-nu-li, phát biểu như sau:Trong mộfớng dòng nằm ngang, tổng áp suất tĩnh và áp suát động tại một điểm báf kỉ là một hằng sốChú ý:Trường hợp ống dòng không nằm ngang, ta có công thức tổng quát củađịnh luật Béc-nu-li như sau:p + + Pto + pgy=hằng số (43.11)trong đó y là tung độ của điểm đang xét. Số hạng thứ ba là do tính đến thế năng. Ta không chứng minh công thức này mà chỉ áp dụng trong các bài toán.14 -VATLY 10-N CAO.-A209|2. CÂU HÖI. 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.12”. Hãy áp dụng phương trình Béc-nu-li để tìm ra công thức (43.5).3″. Tai Ai riinh li Al RAn r. lị là một ứng d Ց “… – ———- –Aio –A-a. 4–A 52. BằI TÂP 1. Mỗi cánh máy bay có diện tích là 25 m?. Biết Vận tốc dòng không khí ở phía dưới cánh là 50 m/sCÔn ở phía trên cánh là 65 m/s, hãy xác định trọng lượng của máy bay. Giả sử máy bay bay theo đường nằm ngang Với vận tốc không đổi và lực nâng máy bay chỉ do cánh gây nên. Cho biết khối lượng riêng của không khí là 1,21 kg/m3.2.Một người thổi không khí Với tốc độ 15 m/s ngang qua miệng một nhánh ống chữ U chứa nước. Hỏi độ chênh mực nước giữa hai nhánh là bao nhiêu ?210 14 -VAt LY 10-NCAO.-BQuan sát một trận đá bóng, ta thấy có khi một cầu thủ giỏi sút phạt gỐc dùng kĩ thuật sút quả bóng làm cho đường bay của quả bóng uốn cong đi và bay vào gôn. Tại sao lại có thể làm như vậy được ?” Ta có thể giải thích điều này bằng hiệu ứng Mác-nút, do Mác-nút (Gustav Magnus) nghiên CÚu nám 1850 nhu/ Sau. Khi nghiên cứu chuyển động của quả bóng trong không khí, ta có thể coi như quả bóng đứng yên còn không khí chuyển động đối với quả bóng theo chiều ngược lại.a) Trường hợp quả bóng không xoay, do tính đối xứng dòng không khí chuyển động quanh quả bỐng không tạo ra một lực nào tác dụng lên quả bóng (Hình 43.7a).b) Nếu quả bóng xoay tròn thì ở phía đường dòng cùng chiều với chiều quay của quả bóng, vận tốc của các phân tử không khí tăng lên, còn ở phía đối diện vận tốc của các phần tử không khí giảm đi. Như thế có sự chênh lệch áp suất tĩnh và xuất hiện lực 5 của dòng không khí tác dụng lê quả bóng như vẽ trên Hình 43.7b. Hình 43.7c mô tả đường bay của quả bóng bị đá xoáy. Hiệu ứng Mác-nút gây ra lực fi, đẩy quả bóng và uốn cong đường bay của nó. Trong các môn thể thao khác như bÔng bàn, bÔng chày, gÔn… ta cũng thấy hiệu ứng Mác-nút<<< ستر سس ۔ 三○三 —a) Các đường dòng bao quanh quả bóng luôn luôn cách đều nhau ở cả hai phía. Không Có một lực nào tác dụng lên quả bóng.FM– — →一ーb) Lực do hiệu ứng Mác-nút tác dụng lên quả bóng.FuVU L hiệu ứng Mác-nút. ዙብnh 43.7

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 4 / 5. Số lượt đánh giá: 1071

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống