FIZIKA TENOSTI I GASOVA - I DEOSila potiska 1. Gvozdeni splav mase m=8t, ima spoljanju zapreminu V=40m3. Koliko ljudi prosene mase od m1=60kg moe da

Zadaci iz fizike.

primi ovaj splav, pod uslovom da je dozvoljeno potapanje do 1/2 njegove zapremine? Gustina vode je V =1103kg/m3 .

Zanemarujui otpor vazduha i otpor pri kretanju kroz vodu, odrediti dubinu (H=?) na kojoj e se kuglica zaustaviti. Smatrati da je prenik kuglice mnogo manji od h i H.

2. Kuglica od materijala gustine k=0,92g/cm3 slobodno pada sa visine h=1m na povrinu vode (0=1g/cm3).

3. Na dubini od H=4m u vodi, dri se komad plute. Kada se on pusti, izlee iz vode i dostie maksimalnu visinu od h=16m. Odrediti: a) gustinu plute (p=?) , b) zapreminu komada plute, ako pluta lebdi u vodi kada e o nju okai elini teg mase mT=1kg. Gustina vode je 0 =1103kg/m3 , a gustina tega T =7,85103kg/m3. Zanemariti otpor vazduha i otpor pri kretanju kroz vodu.vakuum pumpa

Hidrostatiki pritisak 4. Na slici je prikazan ureaj koji slui za odreivanje gustine tenosti (hidrometar). Poto se u cevi pomou vakuum pumpe ostvari neki potpritisak, nivo tenosti u kracima se podie sve dok se ne uspostavi ravnotea pritisaka. Neka se u desnom kraku hidrometra nalazi voda (0=1103kg/m3 ). Ako je izmereno da visina stuba vode iznosi h0=12cm, a visina stuba nepoznate tenosti u levom kraku h=15,2cm, odrediti gustinu nepoznate tenosti (=?).

h

h0

5. U vertikalnoj U-cevi, povrina unutranjeg poprenog preseka jednog kraka je S1 , a drugogS2=3S1. U takvu cev je nasuta iva i nivo njene slobodne povrine se nalazi na rastojanju l=30cm ispod vrha cevi. Za koliko e se podii nivo ive u irem delu cevi, ako se u ui deo cevi nalije voda do vrha? Gustina ive iznosi =13.6 103 kg/m3, a vode V= 1103kg/m3.

s2

s1

l

6. Cev prenika d=1m i jedna ua cev, u kojoj se efekti povrinskog napona mogu zanemariti, spojene su kao na slici. Na kraju ire cevi se nalazi jedan cilindar, mase m=1103kg, koji zatvara cev. Ako se donja povrina epa nalazi pri samom vrhu cevi i ako se trenje izmeu epa i cevi moe zanemariti, odrediti kolika je maksimalna visina stuba vode u levoj cevi (h=?) pri kojoj voda nee poeti da istie iz zaepljene cevi. Gustina vode iznosi = 1103kg/m3.

hm

d

7. U uskoj uspravnoj cevi, koja je na donjem kraju zatvorena, nalazi se vazduni stub visine h=18.5cm, a iznad njega ivin stub visine h0=2.2cm. Ako se cev okrene za 180o, onda se stub vazduha povea na h1=19.6 cm. Izraunati koliko iznosi atmosferski pritisak, pa=? Gustina ive iznosi =13.6 103 kg/m3. Pretpostaviti da je temperatura gasa konstantna i da je cev dovoljno duga, tako da ne dolazi do izlaska ive iz cevi kada okrenemo cev.

h0

h1h0( A)(B)

h

8. irok stakleni sud je povezan sa vertikalnom cevi koja je na svom gornjem kraju zatvorena. Duina cevi je h=80cm. U sud se lagano (izotermski) sipa voda, sve dok se nivo u cevi ne popne do visine h1=5cm. Atmosferski pritisak je pa=1105 Pa, a gustina vode =1000 kg/m3. a) Koliki je pritisak vazduha u cevi (p1=?) posle sipanja vode u sud? b) Polazei od jednaine ravnotee pritisaka u sistemu, odrediti visinu vode (H=?) u irem sudu, pri kojoj je visina vode u cevi h1.

Hh1

h

Ronilako zvono cilindrinog oblika visine H=4m i unutranje povrine bazisa S=2m2 ima masu od M=12t. Zvono se sputa (sa otvorom nanie) na dubinu od h=17.2m. Kolika je rezultantna sila (T=?) u uetu kojim je zvono prikaeno za brod, nakon sputanja zvona? Smatrati da se temperatura vazduha u zvonu ne menja pri sputanju zvona. Gustina vode je V= 1103kg/m3, a gustina zvona Z=8103kg/ m3. Atmosferski pritisak je pa=105Pa.

neobavezan primer

r T

h

H

Dinamika idealnih fluida (protok i primena Bernulijeve jednaine)

9. Voda struji kroz horizontalnu cev oblika kao na slici. Povrina poprenogpreseka ireg dela cevi je S1, a ueg dela S2, Razlika pritisaka vode izmeu ireg i ueg dela cevi je p=gh, gde je gustina vode. Odrediti zapreminski protok vode kroz ovu cev?S1

h

S2 r v2

( =1103kg/m3) struji stalnim intenzitetom kroz cev na slici. Povrina poprenog preseka cevi na donjem kraju je S1=8cm2, a na gornjem S2=5cm2. Razlika pritisaka vode na tim presecima je p=3.5kPa, a visinska razlika njihovih nivoa je h=30cm. Ako se viskoznost vode zanemari, odrediti: a) brzinu proticanja vode kroz presek S2 strujne cevi, b) koliko litara vode protie u minuti kroz tu cev (koliki je zapreminski protok Q=?)? c) kako bi izgledali konani izrazi pod a) i b) u sluaju da voda struji kroz horizontalnu cev konusnog oblika, sa poprenim presecima S1 i S2 (vai S1>S2 ) ?

10. Voda

S2

r v1

h

S1

11. Na dnu otvorenog cilindrinog suda iji je prenik D nalazi se kruni otvor prenika d. Ako se viskoznost vode zanemari, odrediti: a) kolika je brzina opadanja nivoa tenosti u sudu (v1=?) u momentu kada visina tenosti nad otvorom iznosi h; b) na ta bi se sveo konani izraz za brzinu v1 (traenu pod a)) u sluaju da je D>>d ? c) Koristei jednainu kontinuiteta i konani izraz dobijen za brzinu v1 pod b) , zakljuite kako bi izgledao izraz za brzinu v2 u sluaju da je D>>d.

D

h

r v1d

r v212*. Metalni otvoreni cilindrini kontejner unutranjeg prenika D=0.6m i maseM=50kg postavljen je na horizontalnu podlogu. U kontejner je naliveno mainsko ulje do visine H=1.5m. Gustina ulja je =900kg/m3. Na visini h=0.5m od dna napravljen je otvor povrine S0=0,01m2 iz kojeg istie ulje (S0