Найти скорость течения воды в трубе АВ, если разность уровней в трубках а и в равна 10 см
от

1 Ответ

Дано:
Разность уровней в трубках: h = 10 см = 0.1 м
Ускорение свободного падения: g = 9.81 м/с²

Найти:
Скорость течения воды в трубе АВ.

Решение:
Рассмотрим поток жидкости в трубе АВ. По закону Бернулли для несжимаемой жидкости имеем:

P + (1/2)ρv^2 + ρgh = const,

где P - давление, ρ - плотность жидкости, v - скорость течения, h - высота уровня жидкости над произвольной горизонтальной плоскостью, g - ускорение свободного падения.

Пусть точка А находится над самой верхней точкой в трубе a, тогда давление в точке А равно атмосферному давлению. В точке B давление также будет равно атмосферному давлению.

Пренебрегая потерями энергии при течении, можем записать уравнение Бернулли для точек A и B:

P_А + (1/2)ρv_A^2 + ρgh = P_B + (1/2)ρv_B^2,

где v_A и v_B - скорости течения в точках A и B соответственно.

Поскольку жидкость находится в покое в точке B, то (1/2)ρv_B^2 = 0.

Таким образом, уравнение упрощается до:

P_А + (1/2)ρv_A^2 + ρgh = P_B,

где P_А = P_B = P_atm (атмосферное давление)

Учитывая это, получаем:

(1/2)ρv_A^2 = ρgh,
v_A = sqrt(2gh).

Подставляя известные значения, найдем скорость течения:

v_A = sqrt(2 * 9.81 * 0.1),
v_A ≈ 1.4 м/с.

Ответ:
Скорость течения воды в трубе АВ составляет около 1.4 м/с.
от