Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14028
2020-04-10 
Пусть в сосуде, находящемся на высоте $h = 980 см$, поддерживается постоянным уровень воды высотой 1 см.
В дне этого сосуда сделано отверстие с поперечным сечением $1 см^{2}$. В отверстие может быть вставлена вертикальная трубка высотой $h = 980 см$. Рассчитаем время, в течение которого $1 см^{3}$ воды будет протекать через трубку (рис. а) и без трубки (рис. б). Предполагаем, что течение воды через эту трубку установившееся и происходит без трения.
По формулам $h = \frac{gt^{2} }{2}$ и $v = gt$ найдем, что $t \approx 1,4 с$ и $v \approx 1380 см/с$. С другой стороны, весь столб воды высотой $h = 980 см$ будет протекать через трубку за время $t_{1} = \frac{h}{v} = \frac{980 см}{1380 см/с} \approx 0,7 с$. Отсюда следует, что $1 см^{2}$ воды будет пробегать расстояние 980 см через трубку за время в два раза меньшее, чем без трубки. Как объяснить это расхождение?
Решение:
Скорость движения воды, вычисленная по формуле $v = gt$, будет иметь место лишь в конце промежутка времени $t = \sqrt{ \frac{2h}{g}}$ совсем не может быть принята одинаковой на всем пути.
Поэтому определение времени течения жидкости через трубку делением всего пути на максимальную скорость, которой тело достигает лишь на самом последнем участке этого пути, неправильно. При расчете этого времени необходимо учитывать среднюю скорость движения воды.
Помимо этого, следует иметь в виду, что конечная скорость течения жидкости в трубке будет меньше скорости свободно падающего тела с той же высоты, так как при движении реальной жидкости в трубке действующий напор пойдет не только на создание скорости течения, но и на преодоление гидравлических сопротивлений.
Пусть в сосуде, находящемся на высоте $h = 980 см$, поддерживается постоянным уровень воды высотой 1 см.
В дне этого сосуда сделано отверстие с поперечным сечением $1 см^{2}$. В отверстие может быть вставлена вертикальная трубка высотой $h = 980 см$. Рассчитаем время, в течение которого $1 см^{3}$ воды будет протекать через трубку (рис. а) и без трубки (рис. б). Предполагаем, что течение воды через эту трубку установившееся и происходит без трения.
По формулам $h = \frac{gt^{2} }{2}$ и $v = gt$ найдем, что $t \approx 1,4 с$ и $v \approx 1380 см/с$. С другой стороны, весь столб воды высотой $h = 980 см$ будет протекать через трубку за время $t_{1} = \frac{h}{v} = \frac{980 см}{1380 см/с} \approx 0,7 с$. Отсюда следует, что $1 см^{2}$ воды будет пробегать расстояние 980 см через трубку за время в два раза меньшее, чем без трубки. Как объяснить это расхождение?
Решение:
Скорость движения воды, вычисленная по формуле $v = gt$, будет иметь место лишь в конце промежутка времени $t = \sqrt{ \frac{2h}{g}}$ совсем не может быть принята одинаковой на всем пути.
Поэтому определение времени течения жидкости через трубку делением всего пути на максимальную скорость, которой тело достигает лишь на самом последнем участке этого пути, неправильно. При расчете этого времени необходимо учитывать среднюю скорость движения воды.
Помимо этого, следует иметь в виду, что конечная скорость течения жидкости в трубке будет меньше скорости свободно падающего тела с той же высоты, так как при движении реальной жидкости в трубке действующий напор пойдет не только на создание скорости течения, но и на преодоление гидравлических сопротивлений.
