В боковой стенке сосуда имеется отверстие, нижний край которого находится на высоте h=15см При каком горизонтальном ускорении сосуда жидкость не станет выливаться из отверстия? При закрытом отверстии в спокойном состоянии уровень жидкости в сосуде составляет H=20см, размер сосуда в направлении движения равен l=100см.
В боковой стенке сосуда имеется отверстие, нижний край которого находится на высоте h=15см При каком горизонтальном ускорении сосуда жидкость не станет выливаться из отверстия? При закрытом отверстии в спокойном состоянии уровень жидкости в сосуде составляет H=20см, размер сосуда в направлении движения равен l=100см.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для того чтобы жидкость не стекала из отверстия, необходимо, чтобы давление на уровне отверстия было не меньше атмосферного давления.
Рассмотрим силу давления на уровне отверстия:
P = ρgh
Где:
P - давление на уровне отверстия,
ρ - плотность жидкости,
g - ускорение свободного падения,
h - расстояние от уровня жидкости до отверстия.
Так как давление внутри сосуда равно атмосферному давлению, а давление на уровне отверстия должно быть не меньше атмосферного давления, то сила, действующая на жидкость в направлении движения, должна быть равна нулю:
F = PA - ρgVl = 0
Где:
F - сила, действующая на жидкость в направлении движения,
A - площадь поперечного сечения отверстия,
V - скорость истечения жидкости через отверстие.
Площадь поперечного сечения отверстия можно выразить через высоту отверстия:
A = 2Hh
Скорость истечения жидкости можно выразить через ускорение сосуда:
V = sqrt(2gh)
Подставляем все это в уравнение силы:
PA - ρgVl = 0
P2Hh - ρg(2ghl) = 0
ρgHh = ρg^2hl
H = ghl
Итак, ускорение, при котором жидкость не стекает из отверстия:
g = H/(hl) = 20/(100*15) = 0.01333 м/с^2
Ответ: ускорение сосуда должно быть не меньше 0.01333 м/с^2.