Do naczynia nalewana jest woda w ilości 0.2dm³ w ciagu 1s. Jaka powinna byc średnica otworu d w dnie naczynia, aby woda utrzymywała się na stałym poziomie h=8,3cm?

Do naczynia nalewana jest woda w ilości 0.2dm³ w ciagu 1s. Jaka powinna byc średnica otworu d w dnie naczynia, aby woda utrzymywała się na stałym poziomie h=8,3cm?
Odpowiedź

Witam, podaję rozwiązanie:   V=0,2dm^3=0,2x10^-3m^3   objętość słupa wody t=1s   czas wpływu wody do naczynia h=8,3cm=8,3x10^-2m  wysokość słupa wody d=?  średnica otworu w dnie naczynia d=2r   r - promień koła S=pir^2  pole powierzchni otworu   objętość wody wypływająca w jednostce czasu wynosi: dV/dt=Sxv=Sxpierw(2gh)      d jako delta (zmiana)   v=pierw(2gh)   to prędkość wypływu wody przez otwór prędkość tę można wyprowadzić z porównania energii potencjalnej i kinetycznej słupa wody: Ek=Ep mv^2/2=mgh  / : m v^2/2=gh  / x 2 v^2=2gh v=pierw(2gh)    g=10m/s^2   przyspieszenie ziemskie   obliczmy na początku tę prędkość: v=pierw(2gh) v=pierw(2x10x8,3x10^-2) v=pierw(1,66) v=1,29 m/s   teraz musimy wyznaczyć pole powierzchni otworu S: Sxv=dV/dt  / : v S=dV/vdt S=0,2x10^-3/(1,29x1) S=0,155x10^-3 m^2   średnicę wyznaczymy ze wzoru na S: S=pir^2 S=pi(d/2)^2 S=pid^2/4  / x 4 4S=pid^2  / : pi 4S/pi=d^2 d=pierw(4S/pi)   podstawiamy dane: d=pierw(4x0,155x10^-3/3,14) d=pierw(0,197x10^-3) d=0,014m d=1,4 cm   odp. średnica otworu powinna wynosić 1,4 cm   proszę bardzo, pozdrawiam :)  

Dodaj swoją odpowiedź