2018-02-24
Широкий сосуд с небольшим отверстием в дне наполнен водой и керосином. Пренебрегая вязкостью, найти скорость вытекающей воды, если толщина слоя воды $h_{1} = 30 см$, а слоя керосина $h_{2} = 20 см$.
Решение:
Поскольку плотность воды больше, чем плотность керосинового масла, она будет собираться на дне. Теперь давление из-за уровня воды равно $h_{1} \rho_{1}g$ и давление уровня керосинового масла равно $h_{2} \rho_{2}g$. Таким образом, полное давление становится $h_{1} \rho_{1} g + h_{2} \rho_{2} g$.
Из теоремы Бернулли эта энергия давления будет преобразована в кинетическую энергию, в слое А.
т.е. $h_{1} \rho_{1} g + h_{2} \rho_{2} g = \frac{1}{2} \rho_{1} v^{2}$
Следовательно, $v = \sqrt{2 \left ( h_{1} + h_{2} \frac{ \rho_{2}}{ \rho_{1}} \right )g} = 3 м/с$