Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.
Стальной шарик падает в широком сосуде, наполненном трансформаторным маслом, плотность которого ρ = 0,9·103 кг/м3 и динамическая вязкость
Физика | ||
Решение задачи | ||
Выполнен, номер заказа №16634 | ||
Прошла проверку преподавателем МГУ | ||
Напишите мне в чат, пришлите ссылку на эту страницу в чат, оплатите и получите файл! |
Закажите у меня новую работу, просто написав мне в чат! |
Описание заказа и 38% решения ( + фото):
Стальной шарик падает в широком сосуде, наполненном трансформаторным маслом, плотность которого ρ = 0,9·103 кг/м3 и динамическая вязкость η = 0,8 Па·с. Считая, что закон Стокса имеет место при числе Рейнольдса Re≤ 0,5 (если при вычислении Re в качестве величины D взять диаметр шарика), найти предельное значение диаметра D шарика. Дано: ρ = 0,9·103 кг/м3 η = 0,8 Па·с Re ≤ 0,5 ρст = 7,7·103 кг/м3 D - ?
Решение:
Согласно закону Ньютона, сила внутреннего трения между слоями определяется формулой: где коэффициент вязкости; - градиент скорости; площадь поверхности, к которой приложена сила. На движущийся шарик действуют три силы: 1. Сила тяжести где радиус шарика; плотность шарика; ускорение силы тяжести 2. Сила Архимеда, направленная против движения шарика: здесь ρ1 – плотность касторового масла. Сила внутреннего трения (сила сопротивления движения шарика). 1. Эта сила также направлена против движения шарика. Стокс на основании теоретических исследований установил, что если шарик движется в жидкости, не вызывая при своем движении никаких завихрений, то сила сопротивления движения шарика определяется формулой где - скорость движения шарика, радиус шарика, коэффициент вязкости жидкости. Следует учесть, что при движении шарика имеет место не трение шарика о жидкость, а трение отдельных слоев жидкости друг о друга, так как шарик обволакивается тонким слоем жидкости, и этот слой жидкости движется вместе с шариком. Сила трения с увеличением скорости движения шарика возрастает, следовательно, при движении шарика скорость её может достигнуть такой величины, при которой все три силы, действующие на шарика ю, будут уравновешены, то есть равнодействующая их будет равна нулю. Такое движение шарика будет равномерным, и шарика будет двигаться по инерции с постоянной скоростью. Уравнение динамики для такого движения будет: или Откуда скорость шарика Характер движения жидкости (газа) определяется безразмерным числом Рейнольдса где величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью (газом), скорость течения, плотность, динамическая вязкость. Критическое значение числа Рейнольдса, определяющее переход от ламинарного движения к турбулентному, различно для тел разной формы. Тогда предельное значение диаметра шарика, при котором закон Стокса имеет место, т.е. движение слоев масла будет ламинарным Ответ:
Решение:
Согласно закону Ньютона, сила внутреннего трения между слоями определяется формулой: где коэффициент вязкости; - градиент скорости; площадь поверхности, к которой приложена сила. На движущийся шарик действуют три силы: 1. Сила тяжести где радиус шарика; плотность шарика; ускорение силы тяжести 2. Сила Архимеда, направленная против движения шарика: здесь ρ1 – плотность касторового масла. Сила внутреннего трения (сила сопротивления движения шарика). 1. Эта сила также направлена против движения шарика. Стокс на основании теоретических исследований установил, что если шарик движется в жидкости, не вызывая при своем движении никаких завихрений, то сила сопротивления движения шарика определяется формулой где - скорость движения шарика, радиус шарика, коэффициент вязкости жидкости. Следует учесть, что при движении шарика имеет место не трение шарика о жидкость, а трение отдельных слоев жидкости друг о друга, так как шарик обволакивается тонким слоем жидкости, и этот слой жидкости движется вместе с шариком. Сила трения с увеличением скорости движения шарика возрастает, следовательно, при движении шарика скорость её может достигнуть такой величины, при которой все три силы, действующие на шарика ю, будут уравновешены, то есть равнодействующая их будет равна нулю. Такое движение шарика будет равномерным, и шарика будет двигаться по инерции с постоянной скоростью. Уравнение динамики для такого движения будет: или Откуда скорость шарика Характер движения жидкости (газа) определяется безразмерным числом Рейнольдса где величина, характеризующая линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью (газом), скорость течения, плотность, динамическая вязкость. Критическое значение числа Рейнольдса, определяющее переход от ламинарного движения к турбулентному, различно для тел разной формы. Тогда предельное значение диаметра шарика, при котором закон Стокса имеет место, т.е. движение слоев масла будет ламинарным Ответ:
Похожие готовые решения по физике:
- Найти число молекул n водорода в единице объема сосуда при давлении p = 266,6 Па, если средняя квадратичная
- Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполнено газом. Радиусы цилиндров равны r = 5 см и R = 5,2 см. Высота внутреннего
- Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении p1 = 708 кПа и температуре t1 = 127 °С занимает объем V1 = 2 л. После
- Решить предыдущую задачу, если коэффициент объемного расширения стекла β’ = 3·10-5 К -1 . Стеклянный сосуд, наполненный до краев ртутью
- Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R = 20 Ом каждая
- Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью v0 = 9,8 м/с. Построить график зависимости высоты h и скорости
- В условиях предыдущей задачи построить график зависимости от расстояния h кинетической Wк, потенциальной
- Какой наименьшей длины l надо взять нить, к которой подвешен однородный шарик диаметром D = 4 см, чтобы при определении
- Какой наименьшей длины l надо взять нить, к которой подвешен однородный шарик диаметром D = 4 см, чтобы при определении
- В условиях предыдущей задачи построить график зависимости от расстояния h кинетической Wк, потенциальной
- Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполнено газом. Радиусы цилиндров равны r = 5 см и R = 5,2 см. Высота внутреннего
- Найти число молекул n водорода в единице объема сосуда при давлении p = 266,6 Па, если средняя квадратичная