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ΘΟΔΩΡΗΣ ΓΑΡΜΠΗΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ ´ Γενικού Λυκείου Ομάδας προσανατολισμού θετικών σπουδών

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ΘΟΔΩΡΗΣ ΓΑΡΜΠΗΣ

ΦΥΣΙΚΗΓ ´ Γενικού Λυκείου

Ομάδας προσανατολισμού θετικών σπουδών

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Το παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις της ελληνικής νομοθεσίας (Ν.2121/1993),όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα, και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεταιαπολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο (ηλεκτρονικό, μηχανικό ή άλλο) αντι-γραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοσηστο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή και η εν γένει εκμετάλλευση τουσυνόλου ή μέρους του έργου.

Θέση υπογραφής δικαιούχου δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίαςεφόσον η υπογραφή προβλέπεται από τη σύμβαση.

Εκδόσεις Πατάκη – ΕκπαίδευσηΘοδωρής Γαρμπής,Φυσική Γ´ ΓενικούΛυκείου –Ομάδας προσανατολισμού θετικών σπουδώνΔιορθώσεις: Μάγδα ΤικοπούλουΕπιστημονική επιμέλεια: Βέτα Παπαργύρη, Νίκος ΚύροςΥπεύθυνος έκδοσης: Βαγγέλης ΜπακλαβάςΣελιδοποίηση: Κέλλυ ΚαραμανλήΦιλμ-μοντάζ: Μαρία Ποινιού – ΡένεσηCopyright© Σ. Πατάκης Α.Ε.Ε.Δ.Ε. (Εκδόσεις Πατάκη) και Θοδωρής Γαρμπής, Αθήνα, 2013Πρώτη έκδοση από τις Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα, Ιούλιος 2015ΚΕΤ 8560 – ΚΕΠ 560/15ISBN (set) 978-960-16-6460-6ISBN(vol. 1)978-960-16-5047-0

ΠΑΝΑΓΗΤΣΑΛΔΑΡΗ(ΠΡΩΗΝΠΕΙΡΑΙΩΣ)38,10437AΘΗΝΑ,THΛ.:210.36.50.000,210.52.05.600,801.100.2665 -FAX:310.36.50.069KENTPIKH ΔΙΑΘΕΣΗ:EMM.MΠENAKH16,10678AΘHNA,THΛ.:210.38.31.078YΠOKATAΣTHMABOPEIAΕΛΛΑΔA:KOPYTΣAΣ(TEPMAΠONTOY-ΠEPIOXHB´KTEO),57009KAΛOXΩPΙΘEΣΣΑΛONIKH,T.Κ.1213,THΛ.:2310.70.63.54,2310.70.67.15 -FAX:2310.70.63.55Website:http/www.patakis.gr e-mail: [email protected],

, – ( ):

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:

– : –

Copyright© . . . . . . ( ) , , 2013

, , 2015

8561 – 775/15

ISBN (set) 978-960-16-6460-6

ISBN (vol. 2) 978-960-16-5048-7

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3

8 ( ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4

9 ( ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

9.1 ( – ) – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

9.2 ( ) – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

10 ( – ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

11 ( ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

12 ( ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

1 2 / – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

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, -

. « -

» , !

.

, ,

,

.

.

-

,

.

-

,

.

,

. ,

-

,

, ,

.

. . 6992797955

[email protected]

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A 8

• . -

, . ,

.

• , .

– , , .– , . -

.

.

.

( )

V m. H :

== m

V

S.I. 1kg/m3.

V. -

, = m

V= .

• H .

– . – .

p ( ) -

F

.

p = F.

S.I. 1 Pa = 1 N/m2.

F ,

, p = F

A.

– F = pA, . .

– (Atm).pat = 1Atm = 105 Pa

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10

8

– . , , « »

.

– -

. F .

( - ).

:

p = gh

: .

h: , .

.

Pascal

. F -

.

.

F,

F

A( ).

Pascal

( )

.

• , pat .

Pascal, . h :

p = p

at+ gh

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11

, ( - ),

( ).

• , -

. .

.

• : – – – .

• -

.

.

:

– – – ,

– – , – .

.

, -

.

– .

– .– .

V -

t t.

= V

t

S.I. 1m3/s.

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12

8

. t x,

V = A x (1).

= x

t (2).

= V

t

(1)

= x

t

(2)

= .

.

-

.

A1

1, -

A2

-

2. ,

.

m1

1

t m2

2

.

V1, V

2 m

1, m

2.

m = V (1), V = A x (2), x = t (3).

m1

= V1

(2)

1x

1

(3)

1 1t (4) m

2= V

2

(2)

2x

2

(3)

2 2t (5).

, , m1

m2

(

).

.

m1

= m2

(4)

(5) 1 1t =

2 2t A

1 1=

2 2 (6) ( ).

= , (6) 1

=2

= .

.

– , , :m1 = m2 , V1 = V2 , A1 1 = 2 2 , 1 = 2 .

– .– ( ) ,

, .

– ( ) , -, .

– , . . m1

1 m2 2 , m1 = m2

• ,

( – ), ( – ).

• , ( – ),

( ) ( – ).

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13

• (2

>1).

, (A2

< A1),

.

BERNOULLI

-

.

, -

. y1,

1, p

1

,

y2,

2, p

2 ,

.

( I).

F1

= p1A

1 F

2= p

2A

2

F1.

t -

m -

s1,

m, V, s2

.

-

, ( I) ( II).

, W.

= (1).

• W.

= W + WB

(2), W ( )

( ) WB

, m

y1

y2. :

– WB

= m g y2

y1( ) = Vg y

2y

1( ) (3), .

– W = WF1

+ WF2

= +F1

s1

F2

s2

= p1A

1s

1p

2A

2s

2

V = A1

s1

= A2

s2, W = p

1V p

2V W = p

1p

2( ) V (4).

(2) (3)

(4)W

.= p

1p

2( ) V Vg y2

y1( ) (5).

• :

= 1

2m

2

2 1

2m

1

2 = 1

2V

2

2 1

2V

1

2 = 1

2V

2

2

1

2( ) (6)

(1) (5)

(6)p

1p

2( ) V Vg y2

y1( ) = 1

2V

2

2

1

2( ) p1

p2

gy2

+ gy1

= 1

22

2 1

21

2

p1

+ 1

21

2 + gy1

= p2

+ 1

22

2 + gy2

p + 1

2

2 + gy = .

Bernoulli . Bernoulli, :

(p), 1

2

2

( gy) .

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8

• 1

2

2 , 12

2 = 12

mV

2 =V

.

• gy , gy = mV

gy = UV

.

• Bernoulli .• ,

Bernoulli :

p1

+ 1

21

2 = p2

+ 1

22

2

p + 1

2

2 = .

, , - , . . , -

.• , 1 = 2 = 0, Bernoulli :

p1

+ gy1

= p2

+ gy2

p + gy = . ( ).

Torricelli ( )

-

h , .

Bernoulli ( )

( ), :

pE

+ 1

2

2 + gh = pK

+ 1

2

2 + 0 (1) (yE

= y1

= h, yK

= y2

= 0)

, , -

, pE

= pK

= pat

(2).

, = 0 (3).

(1) (4)

(2) p

at+ 0 + gh = p

at+ 1

2

2 + 0 gh = 1

2

2 = 2gh .

= 2gh Torricelli :

H h

h.

AE

AK

.

AE

= = . AK

<< AE, << .

.

• Bernoulli -

. ,

. -

2

1,

3. -

Bernoulli, 2

1,

3 ,

, , ,

. ,

.

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15

• Bernoulli .

, ,

-

.

( ).

,

.

.

, . ,

.

, , -

, .

.

.

. .

F . F

, ( )

. -

,

.

0 .

• :

– F

– F

– F

– F .

F F = .

F

.

: – S.I. 1 N s/m2.

– poise ( ) = 1dyn s/cm2 = 10 1 N s/m2

(1dyn = 10 5 N, 1cm2 = 10 4 m2 ).

– .

, .

• F = . -

.

, , -

,

.

• -

R.

, -

.

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8

.

m kg

V m3

kg/m3

F N

m2

p Pa = N/m2

pat

= 1Atm 1 tm = 105 Pa

p. Pa = N/m2

m/s

m3/s

1

2

2 J/m3

gy

J/m3

N s/m2

m

.

= m

V= m

V (1)

p = F

A= F

A (2)

pat

= 1Atm = 105

Pa (3)

p.

= gh (4)

= V

t= A (5)

A1 1

=2 2 1

=2 (6)

Bernoulli p1

+ 1

21

2 + gy1

= p2

+ 1

22

2 + gy2 (7)

Torricelli = 2gh (8)

F = (9)

.

• = m

V. ,

= m

V= ., .

• p = F, F

. F ,

, p = F

A.

• p.

h

. p.

.

• A1 1

=2 2 1

=2

.

• p1

+ 1

21

2 + gy1

= p2

+ 1

22

2 + gy2

Bernoulli .

– , , y1

= y2

= 0,

Bernoulli p1

+ 1

21

2 = p2

+ 1

22

2.

– , 1

=2

= 0, Bernoulli p1

+ gy1

= p2

+ gy2

( ).

R A = R2 =2

4.

V = Ah = R2h.

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17

.

.1 – PASCAL

1.

pA

= p.

= gh

2.

pA

= pat

+ p.

pA

= pat

+ gh

3.

pA

= p.

+ p.

pA

= F

A+ gh

4.

pA

= p.

+ p.

pA

= Mg

A+ gh

5. m

pA

= p.

+.

pA

=M + m( )g

A+ gh

6.

pA

= 0

p =1gh

1

p =1gd

1

pE

=1gd

1+

2gh

2

pZ

=1gd

1+

2gd

2

7.

pA

= pat

p = pat

+1gh

1

p = pat

+1gd

1

pE

= pat

+1gd

1+

2gh

2

pZ

= pat

+1gd

1+

2gd

2

.2

.

: p.

= gh h

-

,

.

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18

8

.3 ( 1 > > 2)

• h

1

h2

= 2

1

.

: :

p = pat

+1g h

1+ d( ) p = p

at+

1gh

1+

1gd (1)

p = pat

+2gh

2+

1gd (2). (1). (2) :

pat

+1gh

1+

1gd = p

at+

2gh

2+

1gd 1gh1 = 2gh2 (3)

h1

h2

= 2

1

(4)

• .

• (pA

= p ).

: pA

= pat

+1gh

1p = p

at+

2gh

2

(3)

pat

+1gh

1. pA = p .

• (pE

pZ).

: pE

= pat

pZ

= pat

+2gh, pE pz .

U -

. V

= 998 kg/m3

.

= 18,4 cm d = 1,56 cm. -

;

g = 10 m/s2

1Atm = 105

Pa.

V= 998 kg/m3 , = 18, 4 cm = 0,184 m , d = 1,56 cm = 0,0156 m , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa , = ; , p

A= ;

• :

p = pat

+ g + h( ) = pat

+ g + gh (1)

p = pat

+ g + d( ) + gh (2)

(1), (2) pat

+ g + gh = pat

+ g + d( ) + gh

g = g + d( ) = + d( )

=+ d

= 9980,184

0,1996kg/m3 = 920 kg/m

3

• 1 p

A= p

at+ g p

A= 105 + 998 10 0,184( ) Pa p

A= 101 836,32 Pa.

2 , , , p

A= p .

p = pat

+ g d +( ) = 105 + 920 10 0,1996( ) Pa = 101.836,32 Pa.

pA

= p = 101.836,32 Pa.

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19

.4

, -

U = 13.600 kg/m3. -

. h = 20 cm.

;

g = 10 m/s2

1Atm = 105

Pa.

= 13.600 kg/m2 , h = 20 cm = 0,2 m , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa , p.

= ;

,

p.

= pA

(1).

, , :

pA

= p (2).

p = pat

+ gh = 105 + 13.600 10 0,2( ) Pa = 127.200 Pa

p = 127.200 Pa (3).

(1), (2), (3) p.

= 127.200 Pa.

.5

-

h. F

:

– F = p

– .

F = p = gh

• F -

h.

, , -

. :

F1

= p = gh1

F2

= p = gh2

F3

= pE

= gh3

h3

> h2

> h1, F3 > F2 > F1.

,

,

.

-

p. F

:

– F = pA

– .

F = pA = ghA

• F ,

. F .

m,

B V -

:

= m

V (1), V = hA (2), B = mg (3)

F = pA = ghA(1)

(2)

m

VgV = mg

(3)

B.

F = B F < B ( ) .

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20

8

r = 0,1 m, = 0,4 m

= 1.000 kg/m3.

) -

.

) = 106

m2

.

g = 10 m/s2, = 3,14.

r = 0,1m , = 0,4 m , = 1.000 kg/m3 , g = 10 m/s2 , = 3,14

) F = ;

p p = g (1). A = r2 (2).

F = pA(1)

(2)g r2 = 1000 10 0,4 3,14 0,01 N = 125,6 N F = 125,6 N.

) = 10 6 m2 , F = ;

p = gr (3).

:

F = p = gr = 1.000 10 0,1 10 6 = 10 3

F = 10-3

N

.6 ( )

F

1

F2

= A1

A2

d

1

d2

= A2

A1

WF1

= WF2

= F1d

1= F

2d

2

(F

1) -

(d1)

(F2) (d

2).

F2

> F1

d2

< d1 2

>1.

• , F1

A1. . -

p1

= F1

A1

(1). Pascal,

A2. ,

F2, p

2= F

2

A2

(2). , Pascal

p1

= p2

(1)

(2)

F1

A1

= F2

A2

F1

F2

= A1

A2

(3).

B = F

2.

• d1,

d2, V , .

V = A1d

1= A

2d

2

d1

d2

= A2

A1

(4).

WF1

= F1d

1

WF2

= F2d

2

(:) WF1

WF2

= F1

F2

d1

d2

(3)

(4)

A1

A2

A2

A1

= 1 WF1= WF2

.

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21

-

m = 1.000 kg.

) F1

m;

) ,

d2

= 0,1 m;

) F1, F

2. ;

R1

R2

= 5R1

g = 10 m/s2.

m = 1.000 kg , R2

= 5R1

, g = 10 m/s2

) F1

= ;

F1

A1 = R12 (1). . -

p1 = F1

A1

(2).

Pascal,

A2 = R22 (3).

, F2, p2 = F2

A2

(4). -

, Pascal :

p

1= p

2

(2)

(4)

F1

A1

= F2

A2

F1

F2

= A1

A2

(1)

(3)

F1

F2

= R1

2

R2

2

F1

F2

= R1

2

25R1

2

F1

F2

= 1

25F1 = 1

25F2 (5)

( ), F2

= B = mg = 10.000 N.

(5) F1

= 1

2510.000 N F

1= 400 N.

) d2

= 0,1m , d1

= ;

d1,

d2, V , .

V = A1d

1= A

2d

2R

1

2d1

= R2

2d2

R1

2d1

= 25R1

2d2

d1

= 25d2

d1

= 2,5 m.

) WF1

= ; , WF2

= ;

• W

F1= F

1d

1= 400 2,5 J = 1.000 J W

F1= 1.000 J

• W

F2= F

2d

2= 10.000 0,1 J = 1.000 J W

F2= 1.000 J

.

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22

8

B.

.7

1=

2 A

1 1=

2 2

• .

• ( ) , -

, .

• m1

1

m2

2, m1 = m2 . V1 = V2 .

1. h . 10 m

2 m/s. 2,5 m;

h = . , d1

= 10 m ,1

= 2 m/s , d2

= 2,5 m ,2

= ;

, , . -

:

1=

2 1 1=

2 2d

1h

1= d

2h

2d

1 1= d

2 2 2=

1

d1

d2

2= 2

10

2,5m/s

2= 8 m/s

2. . h1

= 2 m

1

= 0,8 m/s. -

2= 4 m/s;

h1

= 2 m ,1

= 0,8 m/s ,2

= 4 m/s , h2

= ;

d . , ,

. :

1=

2 1 1=

2 2dh

1 1= dh

2 2h

1 1= h

2 2h

2= h

11

2

h2

= 20,8

4m h

2= 0,4 m

3. 1,44 103

m3/s. -

= 12cm.

) ;

)

1

4. ;

= 1,44 10 3 m3/s , = 12cm = 12

10 2 m

) = ;

, .

= =2

4= 4

2= 4 1, 44 10 3

122 10 4m/s = 0,4 m/s.

) 1

= 0,4 m/s , A2

= 1

4A

1,

2= ;

1 1

=2 2 1 1

=2

1

41 2

= 41 2

= 1,6 m/s.

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23

4. = 102

m3/s. -

1

= 10cm.

) 1

;

) .

) 0,45 m .

g = 10 m/s2.

= 10 2 m3/s ,1

= 10cm = 10 10 2

m = 10 1

m , g = 10 m/s2

) 1

= ;

:

A

1= 1

2

4=

10 2

4m2 = 10 2

4m2 A1 = 10-2

4m2

=1 1 1

=1

= 10 2

10 2

4

m/s1

= 4 m/s.

) ;

(2

>1). -

, (A2

< A1), .

) h = 0,45 m , A2

= ;

1 1

=2 2 2

=1

1

2

(1).

1,

2 -

h = 0,45 m.

. . . . , , :

. . . . ( , ): K

.( ) .( )= W

B

1

2m

2

2 1

2m

1

2 = +mgh2

2

1

2 = 2gh2

2 =1

2 + 2gh

2=

1

2 + 2gh(2)

2= 42 + 2 10 0,45 m/s 2 = 5 m/s

• (1) A2

= 10 2

4

4

5m2 = 10 2

5m2 = 2 10 3 m2

A2

= 2 10-3

m2.

A2

:

=1 1

=2 2 2

=2

2= 10 2

5m2

A2

= 2 10-3

m2

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24

8

.8 ( ) BERNOULLI

p1

+ 1

21

2 + gy1

= p2

+ 1

22

2 + gy2

,

.

T y1,

1, p

1 ,

. y2,

2, p

2 , -

.

1.

, , h = 5 m.

2Atm

10 m/s, 1,82 Atm.

) ;

)

, ;

103

kg/m3, g = 10m/s

2, 1Atm = 10

5Pa.

h = 5 m , p1

= 2Atm = 2 105 Pa ,1

= 10 m/s , p2

= 1,82Atm = 1,82 105 Pa , = 103 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa

) 2

= ;

ernoulli , , p1 + 12 1

2 + gy1 = p2 + 12 2

2 + gy2 (1).

, y1

= 0 y2

= h.

(1) p1

+ 1

21

2 + 0 = p2

+ 1

22

2 + gh 2 105 + 1

2103 102 = 1,82 105 + 1

2103

2

2 + 103 10 5

200.000 + 50.000 = 182.000 + 500

2

2 + 50.000 5002

2 = 18.0002

2 = 36 m2/s2

2= 6 m/s .

) A

1

A2

= ;

, , :

1

=2 1 1

=2 2

1

2

= 2

1

1

2

= 6

101

2

= 3

5

2.

. ,

5Atm 3Atm .

h , ;

103

kg/m2, g = 10 m/s

2, 1Atm = 10

5Pa.

p

1= 5Atm = 5 105 Pa , p

2= 3Atm = 3 105 Pa , = 103 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa , h = ;

Bernoulli , , p1 + 12 1

2 + gy1 = p2 + 12 2

2 + gy2 (1).

, y1

= 0 y2

= h.

, A1 = A2 = A (2).

, , 1

=2 1 1

=2 2

(2)

1 = 2 (3).

(1) (3)

p1

+ 1

21

2 + 0 = p2

+ 1

21

2 + gh p1 = p2 + gh (4)

gh = p1

p2

h = p1

p2

gh = 5 105 3 105

103 10m = 2 105

104m = 20 m h = 20 m.

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25

(4) Bernoulli p1

= p2

+ gh.

• p2

< p1, h .

• p = p1

p2

= gh, h.

3. .

1= 18 cm

2 ( )

2= 6 cm

2.

1

= 4 m/s.

) 2

;

) ;

103

kg/m3, g = 10 m/s

2, 1Atm = 10

5Pa , -

.

A1

= 18 cm2 , A2

= 6 cm2 ,1

= 4 m/s , = 103 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa

) 2

= ;

, , :

1

=2 1 1

=2 2 2

=1

1

2

2= 4

18

6m/s

2= 12 m/s

) p1

= ;

Bernoulli , , p1 + 12 1

2 + gy1 = p2 + 12 2

2 + gy2 (1).

, , y1

= y2

= 0.

, p = pat

= 1Atm = 105 Pa.

(1) p1

+ 1

21

2 = p2

+ 1

22

2 p1

= p2

+ 1

22

2 1

21

2 p1

= 105 + 1

2103 122 1

2103 42 Pa =

= 100.000 + 72.000 8.000( ) Pa = 164.000 Pa = 1,64 105 Pa p

1= 1,64 10

5Pa.

4. 20 m/s.

) p ;

) F A = 100 m2;

) ;

1,2 kg/m3, 1Atm = 10

5Pa.

= 20 m/s , = 0 , = 1,2 kg/m3 , 1Atm = 105 Pa

) p = ;

. , = 0.

Bernoulli , , pB + 12

2 + gy1 = p + 12

2 + gy2 (1).

, , y1

= y2

= 0.

(1) pB

+ 1

2

2 + 0 = p + 0 + 0 p p = 1

2

2 p = 1

2

2 p = 1

21,2 202 Pa p = 240 Pa

) A = 100 m2 , F = ;

p F -

F = A p F = 100 240 N F = 24.000 N.

) pB

= ;

, ,

p = p

at= 1Atm = 105 Pa. p = p p p = p p p

B= 100.000 240( ) Pa p

B= 99.760 Pa.

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26

8

.9 VENTOURI

1= 2gh

A1

A2

2

1

( )

Ventouri .

A1, A

2 h , .

, , .

pB

= p1

= pat

+ gh1

p = p2

= pat

+ gh2, :

p1

p2

= pat

+ gh1

pat

gh2

= g h1

h2( ) = gh p

1p

2= gh (1)

, , 1

=2 1 1

=2 2 2

= 1

2

1 (2).

Bernoulli , , p1

+ 1

21

2 + gy1

= p2

+ 1

22

2 + gy2

(3).

, , y1

= y2

= 0.

(3) p1

+ 1

21

2 = p2

+ 1

22

2 (2)

p1

+ 1

21

2 = p2

+ 1

21

2

2

2 1

2

p1

p2

= 1

21

2

2

2 1

2 1

21

2 (1)

gh = 1

21

2 1

2

2

21

gh = 1

21

2 1

2

2

21

1

2 = 2gh

A1

2

A2

21

1 = 2gh

A1

A2

2

1

.

A

1= 3A

2, h = 0,1m , g = 10 m/s2 ,

1= ;

1= 2gh

A1

A2

2

1

= 2 10 0,1

32 1m/s = 2

8m/s = 0,5 m/s

1= 0,5 m/s.

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27

.10 TORRICELLI .

= 2gh

( , . 14 Torricelli)

.

Smax

= h, d = h

2, = gh , = 2gh , = 45°

.

.

, -

, ,

.

B.

Torricelli,

= 2g h d( ) (1).

d. x

, y

. :

x = , x = t (2), y = gt (3), y = 12

gt2 (4)

x = S y = d.

(2) x = S

S = t t = S (5)

(4) y = d

d = 1

2gt2 (5)

d = 1

2g

S2

2

(1)

d = gS2

4g h d( ) d = S2

4 h d( ) S2 = 4hd 4d2 4d2 4hd + S2 = 0

(6)

• d, -

, 0 4h( )2

4 4S2 0 16h2 16S2 0 16S2 16h2 S h, :

Smax = h (7).

• (6) S = Smax

= h, 4d2 4hd + h2 = 0 2d h( )2

= 0 2d h = 0 2d = h d = h2

(8).

• (1) (8)

= 2g hh

2= 2g

h

2= gh (9)

• (5) (7)

(9)t = h

ght = h

g (10). (3)

(10)

y= g

h

gy = gh (11)

= 2 +y

2 (9)

(11)gh + gh = 2gh = 2gh .

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28

8

1

m ,

d = h

2 (8). . . . . , , :

. . . . ( , ): = W K.( ) .( )

= WB

1

2m 2 1

2m 2 = +mgd

(8)

2 2 = gh = 2 + gh(9)

= 2gh

2 Bernoulli , , :

p + 12

2 + gy1 = p + 12

2 + gy2 (12)

,

y1 = d = h2

(8) y2 = 0. , ,

, p = p = pat (13).

(12) (13)

pat

+ 1

2

2 + gh

2= p

at+ 1

2

2 + 0 2 = 2 + gh(9)

2 = 2gh = 2gh .

• (9), (11) =y

= gh , = 45°.

. Torricelli,

= 2g h h1( ) (1).

h1. -

,

, :

x = S = t (2) y = h1

= 1

2gt2 t = 2h1

g (3)

(2) (1)

(3) S = 2g h h

1( ) 2h1

gS = 2 h1 h h1( ) (4)

( ), S = 2 h2 h h2( ) (5).

, :

S = SA

(4)

(5)2 h

1h h

1( ) = 2 h2

h h2( )

h1

h h1( ) = h

2h h

2( ) h1h h

1

2 = h2h h

2

2

h1h h

2h = h

1

2 h2

2 h h1

h2( ) = h

1h

2( ) h1

+ h2( )

h = h1 + h2 (6). h = h1 + d (7).

(6), (7) h2 = d.

• E AB = ZH, S1

= S5.

• E = , S2

= S4.

• E = , S3

= Smax

.

. . . .

Bernoulli, -

. -

,

Bernoulli

-

.

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29

1. .

, h = 1,25 m , -

= 2 cm2. 5 L;

g = 10 m/s2.

h = 1,25 m , A = 2 cm2 = 2 10 4 m2 , V = 5 L = 5 10 3 m3 , g = 10 m/s2 , t = ;

Torricelli, = 2gh ( . -

. 14).

= 2 10 1,25 m/s = 5 m/s.

= (1). = Vt

(2).

(1), (2) A = V

tt = V

At = 5 10 3

2 10 4 5s t = 5 s.

2. . -

, h = 1,8 m , -

10 cm2,

4 103

m3/s.

)

.

) h

.

g = 10 m/s2.

h = 1,8 m , A = 10 cm2 = 10 10 4 m2 = 10 3 m2 ,.

= 4 10 3 m3/s , g = 10 m/s2

) ;

Torricelli, :

= 2gh = 2 10 1,8 m/s = 6 m/s = 6 m/s. :

= = 6 10 3 m3/s.

.= 4 10 3 m3/s. >

.,

, ( )

.

) h = ;

, -

, .

.

=.

= = . = 4 10 3

10 3m/s = 4 m/s.

= 2gh 2 = 2gh h =2

2g= 42

2 10m = 0,8 m h = 0,8 m.

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30

8

.11 –

h. .

T W.

P.

:

W.

= 1

2m

2 + mgh

P.

= 1

2

2 + gh A

.

1

Bernoulli , , :

pB + 12

2 + gy1 = p + 12

2 + gy2 (1)

, = 0, , = .

, y1 = 0 y2 = h.

(1) pB

+ 0 + 0 = p + 1

2

2 + gh pB

p = 1

2

2 + gh p = 12

2 + gh (2).

• m :

W.

= pV(2) 1

2

2 + gh V = 1

2

m

V

2 + m

Vgh V = 1

2m 2 + mgh W . = 1

2m 2 + mgh

• F F = A p(2)

F = 12

2 + gh A (3).

P.

= F(3)

P . = 12

2 + gh A .

2 • . . . . , m , :

. . . . ( , ): = W K.( ) .( )

= W.

+ WB

1

2m 2 0 = W

.mgh W . = 1

2m 2 + mgh (4)

• :

P.

=W

.

t

(4)

P

.=

m 2

2+ mgh

tP . =

2

2+ gh m

t (5)

= Vt

= A (6).

m

t=

V( )t

= V

t

(6) mt

= (7).

(5) (7)

P.

=2

2+ gh P . = 1

22 + gh A .

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31

1. -

= 1.000 kg/m3 = 900 kg/m

3.

d1

= 20 cm, d2

= 30 cm.

) - ;

) ;

) -

= 1 cm2

- .

) -

A = 400 cm2.

)

264 N. ;

1Atm = 105

Pa, g = 10 m/s2.

= 1.000 kg/m3 , = 900 kg/m3 , d1

= 20 cm = 0,2 m , d2

= 30 cm = 0,3 m , 1Atm = 105 Pa , g = 10 m/s2

) p = ;

.1

p = p

at+ gd

1= 105 + 900 10 0,2( ) Pa = 101.800 Pa

p = 101.800 Pa

) p = ;

.1

p = p

at+ gd

1+ gd

2= 105 + 900 10 0,2 + 1.000 10 0,3( ) Pa = =

= 104.800 Pa p = 104.800 Pa

) = 1cm2 = 10 4 m2 , F1

= ;

.5

,

p = 101.800 Pa p = pat

= 1Atm = 100.000 Pa, . -

p1

= p pE

= 1.800 Pa. F1

:

F

1= p

1= 1.800 10 4 = 0,18 F

1= 0,18 N

) A = 400 cm2 = 4 10 2 m2 , F2

= ;

.5

, p = 104.800 Pa

pZ

= pat

= 1Atm = 100.000 Pa, .

p2

= p p = 4.800 Pa. F2

:

F

2= p

2A = 4.800 4 10 2 N = 192 N F

2= 192 N

) F.

= 264 , V = ;

d, p ,

F -

V = Ad (1).

F.

= 264 . -

F = F.

= 264 .

F = p p = F

Ap = 264

4 10 2Pa p = 6.600 Pa.

p = p p p = p + pZ

p = 6.600 + 100.000( ) Pa

p = 106.600 Pa.

p = pat

+ g d + d1( ) + gd

2106.600 = 100.000 + 900 10 d + 0,2( ) + 1.000 10 0,3

106.600 = 104.800 + 9.000d 9.000d = 1.800 d = 0,2 m.

(1) V = 4 10 2 0,2 m3V = 8 10

-3m

3.

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32

8

2.

A1

= 1 cm2

A2

= 10 cm2.

,

k = 1.000 N/m . -

-

.

) -

= 0,1 m;

) .

) (1) .

g = 10 m/s2.

A1

= 1cm2 , A2

= 10 cm2 , k = 1.000 N/m , g = 10 m/s2

.6

) = 0,1m , m = ;

= 0,1m, .

F1

, F1 = B = mg (1).

p1 = F1

A1

(2).

Pascal, -

. ,

F2, p2 = F2

A2

(3). ,

Pascal p1

= p2

(2)

(3)

F1

A1

= F2

A2

F1

F2

= A1

A2

F1

F2

= 1

10F2 = 10F1 (4).

, F.

= k .

, F2 = F . = k (5).

(4) (1)

(5)k = 10mg m = k

10gm = 1.000 0,1

10 10kg m = 1 kg

) d = ;

d2

= = 0,1m. -

d1, d

2,

V , .

V = A1d

1= A

2d

2d

1= d

2

A2

A1

d1

= 0,110

1m d

1= 1m.

d = d1

+ d2

d = 1,1 m.

) WF1

= ;

, F ..

WF1

= WF .

= U.

= 1

2k 2 = 1

21.000 0,12 J = 5 J W

F1= 5 J.

WF1

, WF2

WF1

= F1d

1W

F2= F

2d

2, -

.

.

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33

3.

H = 2 m. h -

10 cm2,

= 2 m/s.

) h .

) -

;

) 2 tm, ,

.

1.000 kg/m3, g = 10 m/s

2, 1Atm = 10

5Pa, 204 = 14,3, 240 = 15,5.

H = 2 m , A = 10 cm2 = 10 3 m2, = 2 m/s , = 1.000 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa ,

204 = 14,3 , 240 = 15,5

) = ; , h = ;

.10

• = = 2 10-3

m3/s.

• Bernoulli (

) ( ), :

pZ + 1

2 Z2 + gy1 = p + 1

22 + gy2 (1)

, ,

, pZ = p = pat (2).

, = 0 (3).

, y1 = h y2 = 0.

(1) (2)

(3)p

at+ 0 + gh = p

at+ 1

2

2 + 0 h =2

2gh = 22

2 10m h = 0,2 m.

) S = ;

.10

d = H h = 1,8 m. -

, , x = S = t (4)

y = d = 1

2gt2 t = 2d

gt = 0,6 s.

(4) S = 2 0,6 m S = 1,2 m

) pZ

= 2Atm = 2 105 Pa , = ; , = ; , = ;

.10

• Bernoulli , :

pZ + 1

2 Z2 + gy1 = p + 1

22 + gy2 (5)

( ) :

pZ

= 2Atm = 2 105 Pa, p = 1 tm = 105 Pa,

Z= 0, y

1= h, y

2= 0

(5) pZ

+ 0 + gh = p + 1

2

2 + 0

200.000 + 1.000 10 0,2 = 100.000 + 1

21.000 2 = 204 m/s = 14,3 m/s.

• ( ) :

S = t S = 14,3 0,6 m/s S = 8,58 m

= S S = 8,58 1,2( ) m = 7,38 m = 7,38 m.

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34

8

• Bernoulli , , :

p + 1

22 + gy1 = pE + 1

2 E2 + gy2 (6)

, y1 = d = 1,8 m y2 = 0. , , , :

p = pE

= pat

(7)

(6) (7)

pat

+ 1

2

2 + gd = pat

+ 1

2

2 + 0

1

2

2 + gd = 1

2E

2 2 = 2 + 2gd = 2 + 2gd

= 204 + 2 10 1,8 m/s = 240 m/s = 15, 5 m/s.

. . . . ,

Bernoulli .

4. -

0,6 cm

10 m .

0,2 cm, -

9 m/s.

) .

) ;

) .

) :

i) F1

F2

-

ii) W

V = 103

m3.

)

.

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 10

5Pa, g = 10 m/s

2, = 3,14 -

.

r1

= 0,6 cm = 6 10 3 m , r2

= 0,2 cm = 2 10 3 m , h = 10 m ,2

= 9 m/s , = 1.000 kg/m3 , 1Atm = 105 Pa ,

g = 10 m/s2 , = 3,14

) 1

= ;

.7

A1 = r12 (1), A2 = r2

2 (2).

, , :

1=

2 1 1=

2 2

(1)

(2)r1

2

1= r

2

2

2 1=

2

r2

r1

2

1= 9

1

3

2

m/s1

= 1 m/s

) .

= ;

.

=1 1

(1)

r1

2

1= 3,14 6 10 3( )2

1m3/s =

= 113,04 10 6 m3/s

.= 113,04 10

-6m

3/s.

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35

) p1

= ;

.8

Bernoulli , , :

p1 + 1

2 12 + gy1 = p2 + 1

2 22 + gy2 (3)

, p = p2 = pat = 1Atm = 105 Pa. , y1 = 0 y2 = h (4).

(3)

(4)

p1

+ 1

21

2 + 0 = p2

+ 1

22

2 + gh p1

= p2

+ 1

22

2 1

21

2 + gh

p1

= 100.000 + 1

21.000 92 1

21.000 12 + 1.000 10 10 Pa

p

1= 240.000 Pa = 2,4 10

5Pa = 2,4Atm.

) i) F1

= ; , F2

= ;

Bernoulli, . 13

,

F1

= p1A

1o

F2

= p2A

2 .

F1

= p1A

1= p

1r1

2 = 2,4 105 3,14 6 10 3( )2

N = 27,1296 N

F1

= 27,1296 N

F2

= p2A

2= p

2r2

2 = 105 3,14 2 10 3( )2

N = 1,256 N

F2

= 1,256 N

ii) V = 10 3 m3 , W = ;

Bernoulli, . 13

t m -

s1, m, V,

s2

. W ( )

( ) :

W = W

F1+ W

F2= +F

1s

1F

2s

2= p

1A

1s

1p

2A

2s

2W = p1 A1 s1 p2 A2 s2 (5)

V = A1 s1 = A2 s2 (6).

(5)

(6)

W = p1

V p2

V W = p1

p2( ) V

W = 2,4 105 105( ) 10 3 J W = 1,4 10

2J = 140 J.

)V

B

= ; ,U

tB

= ;

1

21

2 = 1

21.000 12 J/m3 = 500 J/m3.

K

VB

= 1

21

2 = 500 J/m3.

• gy1

= 0, y1

= 0.

U

VB

= gy1

= 0.

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36

8

5. 0,2 m3/s 1 Atm.

H = 20 m.

) ;

) ;

)

h = 15 m;

= 103

kg/m3, g = 10 m/s

2, 1 Atm = 10

5Pa.

= 0,2 m3/s , H = 20 m , p1

= 1Atm , = 103 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa

) 1

= ;

.7

1,

3= 0 -

H = 20 m. . . . . ,

, :

. . . . ( , ): K.( ) .( )

= WB

1

2m

3

2 1

2m

1

2 = mgH

0

1

2m

1

2 = mgH1

= 2gH1

= 2 10 20 m/s1

= 20 m/s

) 1

= ;

.7

=1 1 1

=1

A1

= 0,2

20m2

A1

= 10-2

m2.

) h = 15 m , A2

= ; , p2

= ;

.8

• 1,

2 -

h = 15 m. . . . . , :

. . . . ( , ): K

.( ) .( )= W

B

1

2m

2

2 1

2m

1

2 = mgh2

2

1

2 = 2gh

2 = 12 2gh (1)

2= 202 2 10 15 m/s

2= 10 m/s

= A2 2

A2

=2

A2

= 0,2

10m2

A2

= 0,02 m2.

• Bernoulli , , p1 + 12 1

2 + gy1 = p2 + 12 2

2 + gy2 (2).

, y1 = 0 y2 = h.

1

(2) p1

+ 1

21

2 + 0 = p2

+ 1

22

2 + gh 100.000 + 1

21.000 202 = p

2+ 1

21.000 102 + 1.000 10 15

p

2= 100.000 Pa p

2= 1 Atm

2

(2) p1

+ 1

21

2 + 0 = p2

+ 1

22

2 + gh

(1)

p

1+ 1

21

2 = p2

+ 1

21

2 2gh( ) + gh

p

1+ 1

21

2 = p2

+ 1

21

2 gh + gh p1

= p2

p2

= 1 Atm

, -

, p = p = 1Atm.

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37

6. = 0,1 m2,

m = 5,4 kg -

.

20 m/s.

) p ;

) F ;

) 2

, -

;

.

= 1,2 kg/m3, g = 10 m/s

2.

= 0,1m2 , m = 5,4 kg ,1

= 20 m/s ,.

= 1,2 kg/m3 , g = 10 m/s2.

) p = ;

.8

-

.

, = 0 p = patm

.

Bernoulli , , :

p + 1

2 .2 + .gy1 = p + 1

2 .2 + .gy2

(1)

, , y1 = y2 = 0.

(1) p + 1

2. 1

2 + 0 = p + 0 + 0 p p = 1

2. 1

2 p = 1

2. 1

2

p = 1

21,2 202 Pa p = 240 Pa.

) F = ;

.5

p F

F = A p F = 0,1 240 N F = 24 N.

) 2

= ;

p = 12 . 2

2

(2).

, F = 0 F = w A p = mg(2)

A1

2. 2

2 = mg2

= 2mg

A.

2= 2 5,4 10

0,1 1,2m/s

2= 30 m/s.

7. 1 kg/m3.

120 m/s 100 m/s.

) p ;

) = 50 m2

.

g = 10 m/s2.

.= 1kg/m3 , = 120 m/s , = 100 m/s , g = 10 m/s2

) p = ;

.8

,

. -

.

• Bernoulli , , :

pB + 12 .

2 + .gy1 = p + 12 .

2 + .gy2 (1)

, , y1 = y2 = 0.

(1) pB

+ 1

2.

2 = p + 1

2.

2 p = pB + 12 .

2 12 .

2

(2).

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38

8

• Bernoulli , , :

p = pB + 12 .

2 12 .

2 (3)

p = p p(2)

(3)p = p

B+ 1

2.

2 1

2.

2 pB

1

2.

2 + 1

2.

2

p = 1

2.

2 2( ) p = 1

21 1202 1002( ) Pa p = 2.200 Pa.

) = 50 m2 , m = ;

.5

p F

F = A p F = 2.200 50 N F = 110.000 N. , :

F = 0 F = w F = mg m = F

gm = 11.000 kg

, ( )

.

.

8. U -

. 24 m/s .

;

= 800 kg/m3,

.= 1,2 kg/m

3, = =

= g = 10 m/s2, 1 Atm = 10

5Pa.

1= 24 m/s , = 800 kg/m3 ,

.= 1,2 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa , h = ;

.8

, . ,

(2

= 0)

(p2

= patm

).

Bernoulli , , :

p1 + 12 . 1

2 + .gy1 = p2 + 12 . 2

2 + .gy2 (1)

, , :

y1 = y2 = 0 ( , ).

(1) p1

+ 1

2. 1

2 + 0 = patm

+ 0 + 0 p1 + 12 . 1

2 = patm (2).

, , :

p = pE

p1 + gh = patm (3)

(2), (3) p1

+ 1

2. 1

2 = p1

+ gh1

2. 1

2 = gh h = . 1

2

2 g

h = 1,2 242

2 800 10m h = 0,0432 m h = 4,32 cm.

h p, -

(3) p = patm

p1

= gh h = p

g.

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39

9. . -

. -

1

= 20 m/s.

) ;

) .

) h -

.

= 103

kg/m3,

.

= 1,2 kg/m3, g = 10 m/s

2, 1 Atm = 10

5Pa.

1= 20 m/s , = 103 kg/m3 ,

.= 1,2 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa

) p1

= ;

.8

, .

,

(2

= 0)

(p2

= patm

).

Bernoulli , , :

p1 + 12 . 1

2 + .gy1 = p2 + 12 . 2

2 + .gy2 (1)

,

, y1 = y2 = 0.

(1) p1

+ 1

2. 1

2 + 0 = pat

+ 0 + 0 p1

= patm

1

2. 1

2

p1

= 100.0001

21,2 202 Pa p

1= 99.760 Pa.

) ;

( )

p1

= 99.760 Pa.

patm

= 100.000 Pa.

p = patm

p1

= 240 Pa

.

( -

.)

) h = ;

.8

, , = 0, = 0 pB

= p1

= 99.760 Pa,

pE

= patm

= 105 Pa.

Bernoulli , p1 + 1

22 + gy1 = patm + 1

22 + gy2

(2)

, y1 = h y2 = 0.

(2) p1

+ 0 + gh = pat

+ 0 + 0 gh = patm

p1

h =p

atmp

1

g

h = 240

103 10m h = 0,024 m h = 2,4 cm.

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40

8

10. -

= 0,01 m2

h1

= 0,55 m h2

= 0,45 m.

)

;

)

.

) h1

h2. -

h1

.

= 103

kg/m3, g = 10 m/s

2, 1 Atm = 10

5Pa.

= 0,01m2 , h1

= 0,55 m , h2

= 0,45 m , = 103 kg/m3 , g = 10 m/s2 , 1Atm = 105 Pa

) = ; , = ;

.7, .8

• Bernoulli ( ) ( ), :

pA + 1

22 + gy1 = p + 1

22 + gy2

(1)

, , , pA = p = pat (2).

, = 0 (3).

, y1 = h2 y2 = 0.

(1) (2)

(3)p

at+ 0 + gh

2= p

at+ 1

2

2 + 0 gh2

= 1

2

2

= 2gh

2= 2 10 0, 45 m/s = 3 m/s.

• = = 0,01 3 m3/s = 0,03 m3/s.

) = ; , p = ;

.7, .8

• , , :

1=

2A = = = 2gh2 (4) = 3 m/s

• Bernoulli ( ) , :

pA + 1

22 + gy1 = p + 1

22 + gy2

(5)

, = 0 (6).

, y1 = 0 y2 = h1.

(5) (2)

(6)p

at+ 0 + 0 = p + 1

2

2 + gh1

(4)

p = p

at

1

22gh

2gh

1

p = at g h1 + h2( ) (6) p = 100.000 1.000 10 0,55 + 0,45( ) Pa p = 90.000 Pa p = 9 10

4Pa.

) h1(max)

= ;

p 0 (6)

pat

g h1

+ h2( ) 0 g h

1+ h

2( ) pat

h1

+ h2

pat

gh

1

pat

gh

2h

1(max)=

pat

gh

2h

1(max)= 100.000

1.000 100,45 m h

1(max)= 9,55 m.

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41

8

1

8.1.1. :

)

)

)

) .

;

8.1.2. :

)

) ,

)

) -

.

;

8.1.3. :

)

)

)

)

.

;

8.1.4. :

)

)

)

) .

;

8.1.5. p :

)

)

)

)

.

;

8.1.6.

:

)

)

)

) p = pat

+ gh -

.

;

8.1.7. p.

h

:

) )

) )

;

8.1.8. :

) -

)

)

) .

;

8.1.9. -

:

) -

) -

)

)

.

;

8.1.10. :

) -

) -

) -

-

) -

.

;

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42

8

8.1.11. :

)

) -

)

) -

, .

;

8.1.12. -

:

)

) -

)

) .

;

8.1.13. :

) 1

=2

) 1 1

=2 2

) 1 1

=2 2

) A1 1

=2 2

;

8.1.14. :

)

)

) -

) ,

-

.

;

8.1.15. ,

m1

-

A1

t m2

A2

:

) m1

= m2

) m1

> m2

) m1

< m2 ) m

1m

2

;

8.1.16. ,

:

) , -

) ,

) , ,

) , ,

.

;

8.1.17. :

) , -

) ,

) ,

) , -

.

;

8.1.18. Bernoulli :

)

)

)

)

.

;

8.1.19. H Bernoulli

:

) p + 2 + gy = .

) p + 1

2+ gy2 = .

) p + 1

2

2 + gy = .

) p + + 1

2gy2 = .

;

8.1.20.

,

:

)

)

)

) .

;

8.1.21. Bernoulli, -

:

) , -

) ,

) ,

)

.

;

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43

8.1.22.

, :

) , -

) , -

) Bernoulli, -

) Bernoulli, -

.

;

8.1.23. Bernoulli,

-

:

) ,

) ,

) ,

) ,

.

;

8.1.24.

Bernoulli.

:

) -

-

) -

-

)

) -

.

;

8.1.25. -

-

.

,

.

) .

)

, pat

.

) -

, pat

.

;

8.1.26. -

.

) -

pat

.

) -

pat

.

) .

) .

;

8.1.27. -

-

.

-

,

:

)

) ( )

) ( ).

;

8.1.28.

.

F , -

, -

. :

)

)

,

)

,

)

-

0 .

;

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44

8

8.1.29.

. -

F

, ,

. F :

)

)

)

)

.

;

8.1.30. -

.

F ,

,

. F :

) F = A ) F = A

) F = A ) F =

;

8.1.31. F = A :

)

)

)

) .

;

8.1.32.

R :

)

) -

-

-

) -

-

, -

) -

-

,

.

;

8.1.33. :

)

)

) -

)

.

;

8.2.1.

. , , ,

h :

) p = p = p = p

) p > p > p > p

) p < p < p < p

-

.

8.2.2.

-

. .

:

) F > F > F > F

) F < F < F < F

) F = F = F = F

-

.

8.2.3. -

U -

,

1 2

-

. :

2

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45

) h

1

h2

= 1

2

) h

1

h2

= 2

1

) h

1

h2

= 1

2

2

2 )

h1

h2

= 2

2

1

2

-

.

8.2.4. , -

, U,

1

= 1.000 kg/m3.

2= 800 kg/m3,

h = 5 cm. -

:

) 1cm

) 2 cm

) 4 cm

) 5 cm

-

.

8.2.5. h = 3 m

R = 10cm.

1.030 kg/m3, g = 10 m/s2.

-

:

) 200

) 273 ) 300

) 309

-

.

8.2.6.

2

= 101.

F1

= 5 N,

F2

:

) 0,5 ) 5 ) 10 ) 50

-

.

8.2.7. -

-

F1

= 4 N

F2

= 12 N.

d1, d

2= 5 cm.

d

:

) 5 cm ) 20 cm ) 10 cm ) 15 cm

-

.

8.2.8. -

-

-

d1

d2.

WF1

, WF2

:

) W

F1

WF2

= A1

A2

)W

F1

WF2

= A2

A1

) W

F1

WF2

= 1 )W

F1

WF2

< 1

-

.

8.2.9. h .

8 m

1,5 m/s.

2 m

:

) 1,5 m/s ) 3 m/s ) 4,5 m/s ) 6 m/s

-

.

8.2.10. .

h1

= 2 m

1

= 2 m/s.

, 0,5 m,

:

) 0,5 m/s ) 1m/s ) 4 m/s ) 8 m/s

-

.

8.2.11.

2 m/s.

1/3. -

:

)2

3m/s ) 4 m/s ) 6 m/s ) 8 m/s

-

.

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46

8

8.2.12. -

1= 4 m/s. -

-

1

= 9 cm2.

2

= 6 m/s, -

:

) 6 cm2 ) 12 cm2 ) 3cm2 ) 27 cm2

-

.

8.2.13.

1= 2 cm

20 , 2

= 0,2 cm -

.

1= 0,5 m/s,

:

) 1m/s ) 2 m/s ) 2,5 m/s ) 5 m/s

-

.

8.2.14. -

4:1. 1,

1 2,

2

1 2

, :

) 1

= 42 1

= 42

) 2

= 41 2

= 41

) 1

=2 1

= 42

) 1

=2 2

= 41

-

.

8.2.15. 10 m3/s

8,64 107 m3. -

:

) 100

) 120

) 150

) 200

-

.

8.2.16. -

-

4 m/s. g = 10 m/s2,

:

) 0,4 m ) 0,8 m ) 1m ) 1,2 m

-

.

8.2.17. -

(

m3/s) -

-

.

:

) 6 m3/s

) 6 m3/s

) 8 m3/s

) 8 m3/s

-

.

8.2.18. -

.

:

)

) ( -

)

) ( ).

-

.

8.2.19.

.

-

-

:

) ) ) .

-

.

8.2.20.

:

)

) .

-

.

8.2.21. -

h 1.

2h, 2. -

, :

) 1

>2

)1

=2 )

1<

2

-

.

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47

8.2.22.

-

-

.

-

-

,

:

) ) ) .

-

.

8.2.23.

.

1, , ,

2.

. :

) = = = ) > = = ) > > > ) > > > . :

) p = p = p = p

) p > p > p > p

) p > p > p > p

) p > p > p > p

-

.

8.2.24.

. , 3Atm

2Atm .

103 kg/m3, g = 10 m/s2 1Atm = 105 Pa. -

h , :

) 5 m ) 10 m ) 15 m ) 20 m

-

.

8.2.25. -

10 m/s. ,

1,2 kg/m3,

, 1 tm = 105 Pa.

A. p

:

) 20 Pa ) 30 Pa ) 40 Pa ) 60 Pa

. F

= 50 m2 :

) 2.000 ) 3.000

) 4.000 ) 5.000

-

.

8.2.26.

-

.

3>

1>

2.

. -

(1), (2), (3) :

)1

=2

=3

)2

>1

>3

)2

<1

<3

. (1), (2), (3) :

) p1

= p2

= p3

) p2

> p1

> p3

) p2

< p1

< p3

. , ,

:

) h1

= h2

= h3

) h2

> h1

> h3

) h2

< h1

< h3

-

.

8.2.27.

. ,

.

, :

) h1

= h2

) h1

> h2

) h1

< h2

-

.

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48

8

8.2.28. A1

1. -

F1

, ,

1.

2,

F2,

. :

) F2

= 2F1

) F2

= 4F1

) F2

= 8F1 ) F

2= 16F

1

-

.

A –

8.3.1. 100 m -

. , 1m 0,6 m, -

;

1.020 kg/m3, -

1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

8.3.2. = 20cm

= 1.000 kg/m2 = 920 kg/m3.

d1

= 10 cm, d2

= 20 cm.

) - ;

) ;

) ; (

.)

g = 10 m/s2.

8.3.3. -

= 1.000 kg/m3 = 800 kg/m3 .

d1

= 30 cm, d2.

103.400 Pa.

) - ;

) d2

;

) F1

-

= 2 cm2

- .

)

F2

= 34 N.

1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

8.3.4. 4 cm2.

d1

= 0,1m. -

. -

2 , d

, ;

1.000 kg/m3, g = 10 m/s2.

8.3.5. U -

. = 1.000 kg/m3 = 900 kg/m3.

- d = 0,1m.

) .

) ;

) ;

1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

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49

8.3.6. h = 10 m R = 20cm.

) ;

)

.

1.030 kg/m3, g = 10 m/s2.

8.3.7. -

U,

= 13.600 kg/m3.

.

p.

= 154.400 Pa, h.

1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

8.3.8.

m = 2.000 kg.

) F1

-

m;

)

d2

= 0,01m;

) F1, F

2. ;

R1

R2

= 8R1, g = 10 m/s2.

8.3.9. ,

A1

A2

= 5A1. -

,

k .

.

m = 2 kg, -

= 0,1m.

) k ;

) .

) (1) .

g = 10 m/s2.

8.3.10. 1

= 10cm.

1

= 4 m/s.

) ;

) , 2

= 5cm. -

;

) , ;

8.3.11. 1,44 10 3 m3/s. -

1

= 0,4 m/s.

) 1

;

) .

) 0,192 m .

g = 10 m/s2.

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50

8

8.3.12.

. 3Atm -

8 m/s, 2,84Atm.

, A1

= 10 cm2

A2

= 20 cm2 .

) ;

) ;

) h , ;

)

, , F1

( )

F2

( )

.

)

.

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

.

8.3.13.

. 1,82Atm -

6 m/s, 10 m/s.

5 cm2.

, h = 5 m.

) ;

) .

)

, , W

V = 10 3 m3.

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

8.3.14. -

= 8 10 3 m3/s .

A = 10 3 m2.

) , ;

) , 4 tm 3 tm ,

h , ;

)

, , W -

m = 1kg.

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2.

8.3.15. = 48 10 4 m3/s. -

A1

= 12 cm2 (

) A2. 2,2Atm.

) 1

;

) 2

;

) 2

.

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 105 Pa.

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51

8.3.16. , 30 m/s.

) p ;

) F A = 100 m2;

) ;

, 1,2 kg/m3, 1Atm = 105 Pa, g = 10 m/s2

.

8.3.17. = 2,4 10 3 m3/s.

A1, A

2 ,

1= 2

2.

1,26Atm, 1,2Atm.

) 1,

2 , .

) 1,

2 , .

= 1.000 kg/m3, 1Atm = 105 Pa.

8.3.18. Ventouri

. A1, A

2

A1

= 2A2

h = 0,15 m, h

, .

) , ;

) 1

;

) ;

= 1.000 kg/m3, g = 10 m/s2.

8.3.19. .

h = 0,8 m -

3cm2.

) ;

) 4,8 L;

g = 10 m/s2.

8.3.20. . ,

h = 0,8 m , -

A = 20 cm2,

6 10 3 m3/s.

) .

) h ,

.

) A1

= 1,5 m2,

( ).

g = 10 m/s2.

8.3.21. . -

, h = 1,8 m ,

10 cm2,

8 10 3 m3/s.

) .

) ;

= 3,2 m, g = 10 m/s2.

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52

8

8.3.22.

H = 1,25 m. , h = 0,45 m

,

20 cm2, .

)

.

)

;

) ;

) ;

g = 10 m/s2.

8.3.23.

h = 0,9 m. , d

, , .

) d

Smax

;

) .

)

. ;

g = 10 m/s2.

8.3.24. H = 5 m. -

1Atm 0,04 m2.

) ;

) ;

) h = 1,8 m;

= 103 kg/m3, g = 10 m/s2, 1 Atm = 105 Pa.

8.3.25. = 0,2 m2 -

. -

-

10 m/s.

) p ;

) F ;

) ,

;

.

= 1,2 kg/m3, g = 10 m/s2.

8.3.26. 0,8 kg/m3.

100 m/s 80 m/s.

) p ;

) = 60 m2, .

g = 10 m/s2.

8.3.27. U .

18 m/s .

;

= 900 kg/m3, .

= 1,2 kg/m3,

g = 10 m/s2, 1 Atm = 105 Pa.

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53

8.3.28. . -

.

1

= 25 m/s.

) ;

) .

) h -

.

= 103 kg/m3,

.

= 1,2 kg/m3, g = 10 m/s2, 1 Atm = 105 Pa.

8.3.29. -

= 0,02 m2. -

= 4 m/s.

8 104 Pa.

) h2;

) ;

) h1;

) h1

h2.

h1

.

= 103 kg/m3, g = 10 m/s2, 1 Atm = 105 Pa.

8.3.30. A = 40 cm2 -

h = 10 m. = 4 m/s.

) ;

) 500 kg .

)

, 500 kg ;

= 1.000 kg/m3, g = 10 m/s2.

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