Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Примеры решения задач по физике
Кинематика
Движение материальной точки
Основное уравнение динамики
Законы сохранения импульса и энергии
Динамика вращательного движения
Механические колебания
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА
Механика
Молекулярная физика и термодинамика
Электричество
Электромагнетизм
Атомная и ядерная физика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Термодинамические процессы
Описание теплопроводности
Теплоотдача в жидкостях и газах
Теплоотдача при фазовых переходах
Тепловое излучение
Теплообменные аппараты
  Кинематика поступательного движения
Электростатика

 

Задача № 3

В касторовое масло опустили стальной шарик диаметром 1 мм и определили, что расстояние в 5 см он прошел за 14,2 с. Считая движение шарика равномерным, определить вязкость касторового масла, если его плотность равна 960 кг/м3, а плотность стали 7860 кг/м3.

Решение:

2R= 1 мм = 10-3м

rст = 7,86×103кг/м3

rм = 0,96×103кг/м3

t = 14,2 c

S = 0,05 м

------------------------------------

h = ?

На шарик, движущийся в вязкой жидкости, действуют три силы:

1) сила тяжести (вниз)

;

2) выталкивающая, архимедова, сила (вверх)

;

3) сила трения, определяемая по закону Стокса (вверх)

V.

При равномерном движении шарика алгебраическая сумма этих сил должна равняться нулю, т.е.

 или

V = 0.

После несложных преобразований получаем:

.

Поскольку скорость равномерного движения шарика

 то

Проверим размерность полученного выражения:

Таким образом, размерность правой части полученного выражения совпадает с размерностью коэффициента внутреннего трения.

Подставляем числовые значения:

О т в е т: коэффициент вязкости касторового масла равен 1,07 Па×с.

Задача № 4

Определить время, в течение которого через поверхность площадью S=1м2 продиффундирует воздух массой m=720 мг из почвы в атмосферу, если принять коэффициент диффузии воздуха D=0,04 см2/с, градиент плотности

г/см4

Решение:

Масса газа, перенесенная в результате диффузии, выражается формулой Фика

, (1)

где D – коэффициент диффузии;  - градиент плотности, т. е. изменение плотности, приходящееся на единицу глубины слоя почвы; S – площадь поверхности почвы; t – длительность диффузии.

Из (1) найдем

 (2)

Выразим числовые значения всех величин, входящих в формулу (2) , в единицах СИ: m=720мг=7,20×10-4кг.

 D=0,04см2/с=4×10-6м2/с,

=-0,50×10-6г/см4=-0,05 кг/м4, S=1м2.

Проверим единицы правой и левой частей расчетной формулы (1): с = кг×с×м4/(м2×кг× м2), с = с.

 

Вычислим длительность диффузии

с = 3,60×103 с = 1 ч.

На главную