Fizika II Zadaci

download Fizika II Zadaci

of 88

  • date post

    12-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    6.427
  • download

    19

Embed Size (px)

Transcript of Fizika II Zadaci

165 15. HIDROMEHANIKA I AEROMEHANIKA (1.403. - 1. 460.) 1.403. Koliki je tlak u nekom jezeru na dubini 10 m? h = 10 m p=?p = p0 + g h p = 101300 + 1000 9,81 10 p = 199400 Pa

1.404. Tlana sisaljka podigne u cijevi vodu na visinu 40 m. Kolikom silom djeluje voda na ventil sisaljke ako je povrina presjeka ventila 8 cm2? h = 40 m S = 8 cm2 = 0,0008 m2 F=?p = gh p = 1000 9,81 40 p = 392400 PaF F = pS S F = 392400 0,0008 p= F = 313,92 N

1.405. Na kojoj e dubini tlak vode u jezeru biti tri puta vei od atmosferskog tlaka koji u ivinom barometru dri ravnoteu sa stupcem ive visokim 770 mm? pH = 3pA pA = 770 mm Hg h=?pA = g h p A = 1000 9,81 0,77 p A = 102730 Pap = pH p A p = 3 pA pA p = 2 pA p = 2 102730 p = 205460 Pah= h= p g

205460 1000 9,81 h = 20,94 m

1.406. Kolika e biti duljina stupca ive u barometarskoj cijevi smjetenoj u zatvorenoj kabini na Mjesecu ako zrak kabini odgovara uvjetima uz koje bi na Zemlji stupac ive u barometru bio dug 760 mm? hZ = 760 mm hM = ?p Z = g hZ pZ = 13600 9,81 0,76 pZ = 101396 PahM = hM = hM = p gM 101396 13600 gM 7,46 gM

1.407. Posuda u obliku skraenog stoca ima povrinu donje baze B1 = 200 cm2, a gornjeg otvora B2 = 120 cm2. Visina posude je 42 cm. a)Kolika sila djeluje na dno ako je posuda napunjena vodom? b) Kolika je teina vode u posudi? c) Jesu li sila na dno i teina jednake?B1 = 200 cm2 = 0,02 m2 B2 = 120 cm2 = 0,012 m2 h = 42 cm = 0,42 m a) F = ?, b) G = ?B B

a)

F = pS F = g h B1 F = 82,4 N

b)V= 1 2 v (r12 + r2 + r1 r2 ) 3 B1 = B2 = 0,02 = 0,08 m 0,012 = 0,06 m

F = 1000 9,81 0,42 0,02

B1 = r12 r1 = B2 = r22 r2 = V=

c) F>G

1 0,42 (0,082 + 0,062 + 0,08 0,06) = 0,006512 m3 3 G = mg = V g G = 1000 0,006512 9,81 = 63,88 N

Darko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

166 1.408. U posudi se nalazi tekui aluminij do visine 60 cm. Na dnu posude je otvor kroz koji ulazi zrak pod tlakom p. Koliki mora biti tlak zraka da aluminij ne bi izlazio? h = 60 cm = 0,6 m = 2700 kg/m3 p=?

p = gh p = 2700 9,81 0,6 p = 15892 Pa

1.409. Manji ep hidraulike pree ima povrinu 15 cm2, a vei 180 cm2. Sila 90 N prenosi se na manji ep dvokrakom polugom kojoj je omjer krakova 6 : 1. Kolikom silom tlai veliki ep? S1 = 15 cm2 S2 = 180 cm2 F1 = 90 N a:b=6:1 F2 = ?F1 a = F1` b a b 6 F1` = 90 1 ` F1 = 540 N F1` = F1 p1 = p 2 F1` F = 2 S1 S 2 F2 = F2 = S2 ` F1 S1

180 540 15 F2 = 6480 N

1.410. U podvodnom dijelu broda nastao je otvor povrine 5 cm2. Otvor se nalazi 3 m ispod povrine vode. Kojom najmanjom silom moramo djelovati na otvor da bismo sprijeili prodiranje vode? S = 5 cm2 = 0,0005 m2 h=3m F=?p = gh p = 1000 9,81 3 p = 29430 PaF F=pS S F = 29430 0,0005 F = 14,715 N p=

1.411. Kolikom silom djeluje para na otvor sigurnosnog ventila promjera 100 mm ako manometar pokazuje tlak 11,7 105 Pa? d = 100 mm = 0,1 m p = 11,7 105 Pa F=?d2 4 0,12 S= 4 S = 0,0079 m 2 S=

F F =pS S F = 11,7 10 5 0,0079 F = 9243 N p=

1.412. Pod kojim tlakom mora sisaljka tjerati vodu u cijevi vodovoda visokog nebodera ako se nalazi u podrumu zgrade, a eljeli bismo da tlak vode u najviem dijelu zgrade bude 15 104 Pa? Visinska razlika izmeu sisaljke i najvieg dijela zgrade neka je 100 m. pUK = 15 104 Pa h = 100 m p=? p = gh p = 1000 9,81 100 p = 981000 Pa p UK = p 0 + p p UK = 101300 + 981000 p UK = 1082300 Pa

Darko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

167 1.413. U valjkastu posudu nalili smo koliine ive i vode jednakih teina. Ukupna visina stupca obiju tekuina iznosi h = 29,2 cm. Koliki je tlak tekuina na dno posude? h = 29,2 cm G1 = G2 p=?G1 = G2 m1 g = m2 g 1 V1 g = 2 V2 g 1 B h1 g = 2 B h2 g 1 h1 = 2 h2 h = h1 + h2 h1 = h h2 1 (h h2 ) = 2 h2F m1 g + m 2 g = S S ( V + 2 V2 ) g p= 1 1 S ( 1 S h 1 + 2 S h 2 ) g p= S p = ( 1 h 1 + 2 h 2 ) g p= p = (13600 0,02 + 1000 0,272) 9,81 p = 5336,64 Pa

voda iva

h2 h1

h

1 h 1 h2 = 2 h2 h2 (1 + 2 ) = 1 h h2 = h2 = 1 h 1 + 2

13600 0,292 = 0,272 m 13600 + 1000 h1 = h h2 = 0,292 0,272 = 0,02 m

1.414. Cijev C s dva kraka uronili smo u dvije posude, A i B. Kroz gornji kraj cijevi isisali smo neto zraka. Zbog toga se tekuina digla u lijevoj cijevi za h1, a u desnoj za h2. Kolika je gustoa tekuine u posudi B ako je u posudi A voda i ako je h1 = 10 cm, a h2 = 12 cm? 1 = 1000 kg/m3 h1 = 10 cm = 0,1 m h2 = 12 cm = 0,12 m 2 = ?p1 = p 2 1 h1 g = 2 h 2 g 1 h1 = 2 h 2 2 = 1 h1 h2

C

h1

h2

1000 0,1 0,12 kg 2 = 833,3 3 m 2 =

A

B

1.415. U cijevi oblika slova U nalivena je iva, a zatim u jedan krak tekuina gustoe 1,2 103 kg/m3. Visina je stupca ive, mjerena od dodirne povrine 1,4 cm. Kolika je visina stupca nepoznate tekuine? 1 = 13600 kg/m3 2 = 1,2 103 kg/m3 h1 = 1,4 cm h2 = ?p1 = p2 1 h1 g = 2 h2 g 1 h1 = 2 h2 h2 = h2 = 1 h1 2

h1

h2

13600 0,014 1200 h2 = 0,158 m

Darko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

168 1.416. U dvije spojene posude razliitih presjeka ulijemo najprije ivu, a zatim u iru cijev presjeka 5 cm2 dolijemo 300 g vode. Za koliko e visina stupca ive u uskoj cijevi biti vea od visine u irokoj cijevi? S1 = 5 cm2 = 0,0005 m2 m1 = 300 g = 0,3 kg h2 = ?p1 = p2 1 h1 g = 2 h2 g 1 h1 = 2 h2

m1 = 1 V1 V1 = V1 = m1 1

h1

h2

h2 = h2 =

1 h1 2

1000 0,6 13600 h2 = 0,0441 m

0,3 = 0,0003 m 3 1000 V1 = S1 h1 h1 = h1 = V1 S1 0,0003 = 0,6 m 0,0005

1.417. U dva kraka cijevi oblika U naliveni su voda i ulje odijeljeni ivom. Granice ive i tekuina u oba kraka na istoj su razini. Kolika je visina h1 stupca vode ako je visina stupca ulja 20 cm? 2 = 900 kg/m3 h2 = 20 cm = 0,2 m h1 = ?p1 = p2 1 h1 g = 2 h2 g

ulje voda h1 iva h2

1 h1 = 2 h2 h1 = h2 = 2 h2 1

900 0,2 1000 h2 = 0,18 m

1.418. Koliko je visok stupac ive u ivinom barometru koji odgovara tlaku 0,98 105 Pa? = 13600 kg/m3 p = 0,98 105 Pa h=?p = gh h = 0,98 10 5 13600 9,81 h = 0,73 m h= p g

1.419. Kolikom silom pritie zrak na povrinu stola uz tlak 0,98 105 Pa? S = 1,2 0,6 = 0,72 m2 p = 0,98 105 Pa F=?F F =pS S F = 0,98 10 5 0,72 F = 70560 N p=

1.420. Kolikom silom pritie zrak na ravan krov kue dimenzija 20 m 50 m? S = 20 50 = 1000 m2 F=?F F = pS S F = 101300 1000 p= F = 101300000 NDarko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

169 1.421. Barometarska cijev je prema horizontalnoj ravnini nagnuta pod kutom od 300. Kolika je duljina stupca ive u cijevi pri normiranome atmosferskom tlaku? p = 101300 Pa = 300 l=?0,76 l 0,76 l= sin 0,76 l= sin 30 0 l = 1,52 m sin =

l 300

76 c m

1.422. Odredi najveu visinu do koje se usisavanjem moe podii ulje u nekoj cijevi ako je atmosferski tlak 9,86 104 Pa. p = 9,86 104 Pa = 900 kg/m3 h=?p = gh h= h= p g

9,86 10 4 900 9,81 h = 1116 m ,

1.423. Odredi silu koja djeluje na povrinu stola ako je povrina 1,8 m2, a tlak normiran. S = 1,8 m2 p = 101300 Pa F=?F = pS F = 101300 1,8 F = 182340 N

1.424. Koliki je atmosferski tlak na visini 3600 m iznad povrine Zemlje? Tlak uz njezinu povrinu je normiran, a smanjuje se svakih 10 m iznad Zemlje za otprilike 133,3 Pa. h = 3600 m p0 = 101300 Pa h = 10 m p = 133,3 Pa p=?p = p0 h p h 3600 p = 101300 133,3 10 p = 53312 Pa

1.425. Na kojoj visini iznad Zemlje leti zrakoplov ako je tlak u kabini 100642 Pa, dok je na povrini Zemlje tlak normiran? p = 100642 Pa p0 = 101300 Pa = 1,293 kg/m3 h=?p = g h p h= g 101300 100642 h= 1,293 9,81 h = 51,8 m

Darko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

170 1.426. Koliko je dubok rudniki rov u kojemu je stupac ive u barometru visok 82 cm, a na Zemlji 78 cm? h1 = 82 cm h2 = 78 cm h=?p 1 = g h1 p 1 = 13600 9,81 0,82 p 1 = 109401 Pa p2 = g h2 p1 = 13600 9,81 0,78 p1 = 104064 Pap = g h h= h= p g

109401 104064 1,293 9,81 h = 378,18 m

1.427. Koliko je teka mramorna kuglica promjera 1 cm u eteru? M = 2800 kg/m3 E = 730 kg/m3 d = 1 cm G=?V= 4 3 r 3 4 V = 0,005 3 3 V = 5,24 10 7 m 3

G = m g FU G = M V g E V g G = ( M E ) V g G = (2800 730 ) 5,24 10 7 9,81 G = 0,01N

1.428. ovjek moe pod vodom podii kamen kojega je obujam najvie 35 dm3. Koliki teret moe taj ovjek podizati u zraku ako je gustoa kamena 2,4 103 kg/m3. V = 35 dm3 = 0,035 m3 K = 2,4 103 kg G=?G = m g FU G = K V g V V g G = (K V ) V g G = (2400 1000 ) 0,035 9,81 G = 480,69 N

1.429. Odredi obujam komada eljeza na koji, kad ga uronimo u alkohol, djeluje uzgon veliine 1,5 N? FU = 1,5 N = 790 kg/m3 V=?FU = V g V = V= 15 , 790 9,81 FU g

V = 0,00019 m 3 = 0,19 dm 3

1.430. Komad stakla ima u zraku teinu 1,4 N, a u vodi 0,84 N. Nai gustou stakla. GZ = 1,4 N GV = 0,84 N S = ?G Z = m g FU GZ = S V g Z V g G Z = ( S Z ) V gG V = m g FU GV = S V g V V g G V = ( S V ) V gG Z ( S Z ) V g = G V ( S V ) V g Z GZ = S GV S V G Z ( S V ) = G V ( S Z ) S = S = GZ V GV Z GZ GV

1,4 1000 0,84 1,293 1,4 0,84 kg S = 2498 3 mDarko Maltar - osobne stranice www.inet.hr/~dmaltar

171 1.431. Popreni presjek parobroda u ravnini povrine vode iznosi 400 m2. Nakon utovara parobrod zaroni 1 m dublje u vodu. Nai teinu tereta koji je utovaren u parobrod. S = 400 m2 h=1m G=?p = gh p = 1000 9,81 1 p = 9810 PaF F = pS S F = 9810 400 p= F = 3924000 N F = 3,924 10 6 N

1.432. Komad pluta pliva na vodi tako da je etvrtina njegova obujma pod vodom. Kolika je gustoa pluta?G = FU m g = V VU g P V g = V VU g V VU g Vg 1 V V g 4 P = Vg 1000 P = V = 4 4 kg P = 250 3 m P =

1 VU = V 4

1.433. Komad olova pliva u ivi. Ko