ĐÁP ÁN BÀI TẬP

Bài 43. Ứng dụng của định luật Béc-nu-li

Vật lí

1.
Chọn câu đúng
Đặt một ống thẳng, hở hai đầu theo phương thẳng đứng trên một dòng nước chảy. Áp suất của khí quyển là Pa. Mực nước trong ống dâng lên đến điểm C. Điểm A' nằm trên cùng mặt ngang với điểm A và có cùng vận tốc chảy v của dòng chảy (Hình vẽ dưới). Áp suất thủy tĩnh tại A' bằng :
006-043-NC.gif
Áp suất thủy tĩnh tại A' bằng : ρg(AC) + pa.
2.
Một máy bay bay trong không khí có áp suất không khí đứng yên là 105 Pa. Dùng ống Pitô gắn vào máy bay người ta đo được áp suất toàn phần là 1,576.105Pa. Cho khối lượng riêng của không khí là 1,29kg/m3. Vận tốc của máy bay là :
Áp dụng công thức :
\[p_{tp} = p + \frac{1}{2}\rho v^2 \]
Vận tốc của máy bay là :
\[v = \sqrt {\frac{{2(p_{tp} - p)}}{\rho }} = \sqrt {\frac{{2(1,576.^5 - 10^5 )}}{{1,29}}} = 300m/s.\]
3.
Một máy bay đang bay trong không khí có áp suất p = 105Pa và khối lượng riêng ρ = 1,29kg/m3. Dùng ống Pitô gắn vào thành máy bay, phi công đo được áp suất toàn phần p1 = 1,26.105Pa. Máy bay đang bay với vận tốc :
Áp dụng phương trình Béc-nu-li
\[p_1 = p_0 + \frac{1}{2}\rho v_0^2 \]
\[ = > v_0 = \sqrt {\frac{{2(p_1 - p_0 )}}{\rho }} = \sqrt {\frac{{2(1,26 - 1)10^5 }}{{1,29}}} = 200,77m/s.\]
4.
Một cánh máy bay có diện tích 25cm2. Biết vận tốc dòng không khí ở dưới cánh là 50m/s còn phía trên cánh là 65m/s. Giả sử máy bay bay theo đường nằm ngang với vận tốc không đổi và lực nâng máy bay chỉ do cánh máy bay gây nên. Cho biết khối lượng riêng của không khí là 1,21kg/m3. Trọng lượng của máy bay là
Độ chênh lệch giữa dòng không khí phía dưới và phía trên cánh máy bay là nguyên nhân gây ra lực nâng máy bay. Xét hai điểm A và B, điểm A nằm ở dòng không khí phía trên cánh và điểm B nằm ở dòng không khí phía dưới cánh máy bay.
Theo định luật Béc-nu-li ta có :
\[p_A + \frac{1}{2}\rho v_A^2 = p_B + \frac{1}{2}\rho v_B^2 = > p_A - p_B = \frac{1}{2}\rho (v_B^2 - v_A^2 ).\]
Lực nâng máy bay bằng lực tác dụng lên lên hai cánh máy bay :
\[F_N = (p_A - p_B )S.2 = \frac{1}{2}\rho (v_A^2 - v_B^2 ).\]
Máy bay bay theo phương ngang, độ lớn của lực nâng đúng bằng trọng lượng của nó :
Thay số ta được :
\[P = F_N = 52181N.\]
5.
Một người thổi không khí với tốc độ 15m/s ngang qua miệng một nhánh ống chữ U chứa nước. Độ chênh lệch mực nước ở hai nhánh chữ U là
Độ chênh lệch mực nước giữa hai cột ống chữ U là do độ chênh lệch của áp suất động của không khí ở miệng hai ống. Ta có
\[\Delta p = \frac{1}{2}\rho (v_1^2 - v_2^2 ) = \frac{1}{2}.1,21.(15^2 - 0) = 136,125N/m^2 .\]
Độ chênh lệch mực nước giữa hai ống:
\[\Delta l = \frac{{\Delta p}}{{\rho _N g}} = \frac{{136,125}}{{1000.9,8}} = 0,0138m \approx 1,4cm.\]
6.
Một máy bay có khối lượng 16 tấn và mỗi cánh có diện tích 40m2. Khi máy bay bay theo phượng nằm ngang, áp suất tác dụng lên phía trên cánh bằng 7.104Pa. Áp suất tác dụng lên phía dưới cánh là
Độ chênh lệch áp suất bằng :
\[p_d - p_t = \frac{{16000.9,8}}{{2.40}} = 1,96.10^3 Pa.\]
\[p_d = p_t + 1,96.10^3 = 70.10^3 + 1,96.10^3 = 71,96.10^3 Pa.\]
7.
Để đo vận tốc chảy của một con sông, người ta dùng một ống thủy tinh hở hai đầu, một đầu được uốn cong hình thước thợ. Ống được đặt sao cho tiết diện đầu A vuông góc với dòng chảy (Hình vẽ dưới), Đại lượng ρgh có giá trị bằng :
007-043-NC.gif
Đại lượng ρgh có giá trị bằng áp suất toàn phần của dòng chảy.
8.
Phát biểu nào sau đây phù hợp với hiện tượng Venturi ?
Khi chất lỏng chảy trong một ống nằm ngang, chỗ nào tiết diện càng lớn thì vận tốc chảy càng nhỏ, áp suất chảy càng lớn và ngược lại.
9.
Ống Pitô có thể sử dụng để :
Ống Pitô có thể sử dụng để đo vận tốc của máy bay khi gắn ở cánh máy bay.
10.
Một ống hình trụ nằm ngang có cấu tạo như hình vẽ. Trong ống nước chảy từ A đến B. Đặt tại A một ống áp kế tại B một ống Pitô, người ta đo được hA = 4cm, hB = 12cm. Độ lớn vận tốc nước chảy ở phần ống A là giá trị nào sau đây ?
009-043-NC.gif
Vận tốc tại A
\[v_A = \sqrt {2g(h_B - h_A )} = \sqrt {2.9,8(12 - 4).10^{ - 2} } = 1,26m/s.\]