Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Transkript

1 Ústav fyziky a měřicí techniky Pohodlně se usaďte Přednáška co nevidět začne! Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I Web ústavu: ufmt.vscht.cz 1

2 Otázka 8 Rovinná rotace, valení válce po nakloněné rovině Rovinná rotace Pohybové rovnice Věta o kinetické energii Zákon zachování energie 2

3 Př. Těleso ve tvaru homogenního válce o hmotnosti m = 10 kg a poloměru r = 30 cm se z klidu roztáčí kolem pevné osy totožné s osou válce tak, že za dobu t = 3 min dosáhne frekvence otáčení f = 8 s 1. Určete: a) velikost momentu setrvačnosti J, b) velikost úhlového zrychlení ε, c) čas t 1, za který těleso vykoná n = 10 otáček, d) kinetickou energii E k1 v čase t 1. Ověřte vztah E k = W. [ J = 0,45 kg m 2, ε = 0,28 rad s 2, t 1 = 21,2 s, E k1 = 7,93 J ] 3

4 Otázka 8 Rovinná rotace, valení válce po nakloněné rovině Valení válce po nakloněné rovině y x 4

5 5

6 jen FI 6

7 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. Mechanika tekutin Ideální tekutina bez vnitřního tření Ideální kapalina bez vnitřního tření, nestlačitelná Hydrostatika Hydrostatický tlak 7

8 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. 8

9 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. Hydrostatický paradox U - trubice 9

10 10

11 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. Archimédův zákon 11

12 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. F G < F vz, ρ T < ρ těleso plove, jestliže hustota tělesa je menší než hustota tekutiny F G > F vz, ρ T > ρ těleso klesá ke dnu, jestliže má větší hustotu než tekutina F G = F vz, ρ T = ρ těleso se vznáší, když hustoty tekutiny a tělesa jsou si rovny. 12

13 9. Hydrostatický tlak, tlaková síla kapaliny, Archimedova síla. FI 4/20 Dítě o hmotnosti m = 25 kg plave v moři ( hustota vody ρ = 1024 kg m 3 ) a má ponořeno 9/10 objemu V těla. a) Spočtěte velikost vztlakové síly F VZ, která na dítě působí. b) Určete objem V těla dítěte. c) Určete hustotu ρ T těla dítěte. [ a) F VZ = 245,3 N b) V = 27,1 l c) ρ T = 922,5 kg m 3 ] 13

14 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace Hydrodynamika Rovnice kontinuity 14

15 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace Bernoulliova rovnice 15

16 16

17 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace Vodorovné potrubí Svislé potrubí 17

18 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace Výtoková rychlost h 18

19 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace FI 4/24 Voda (ρ v = 1, kg m 3 ) teče vodorovnou trubicí a vytéká do okolního prostoru o atmosférickém tlaku p a = 1, Pa rychlostí v 1 = 15 m s 1 (obr.). Průměry trubice jsou d 1 = 3,0 cm a d 2 = 5,0 cm. a) Jaký objem vody V vyteče do okolního prostoru za dobu t = 10 min? b) Jaká je rychlost v 2 proudění v části trubice o průměru d 2? c) Jaký je rozdíl Δp tlaku p 2 v části trubice o průměru d 2 a p 1 v části trubice o průměru d 1? [ a) V = 6,4 m 3 b) v 2 =5,4 m s 1 c) Δp = 9, Pa ] 19

20 20

21 10. Rovnice kontinuity a Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu a jejich aplikace FI 4/34 (modifikovaný) Na vodorovné střeše je umístěna válcová nádrž o průměru d = 1 m. Je naplněna vodou (ρ v = 1, kg m 3 ) do výšky h = 1,5 m. Domovní rozvod vody je proveden trubkami o průměru d 1 = 1,3 cm. Určete: a) výtokovou rychlost vody v 1 při otevření výpustného ventilu umístěného ve dně nádrže, b) objemový průtok Q vody v trubkách při konstantní rychlosti vody v 1, c) čas t potřebný k naplnění vany o objemu V = 80 l při objemovém průtoku Q. [ a) v 1 = 5,4 m s 1 b) Q = 7, m 3 s 1 c) t = 1,85 min ] 21

22 Ústav fyziky a měřicí techniky Ze Základů fyziky je to bohužel dnes všechno! Fyzika I pokračuje po přestávce... Web ústavu: ufmt.vscht.cz 22

23 Mechanika kontinua 23

24 24

25 25

26 Tlaková síla na stěnu 26

27 27

28 Objemový průtok 28

29 Proudění reálné kapaliny 29

30 30

31 31

32 32