Задачи по гидростатике

Задачи по физическим свойствам жидкости

ЗАДАЧА № 1

Исходные
данные	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
r, кг/м3	700	750	800	850	900	790	920	830	870	920	780	690	890	910	860	720	740	910	810	840
M, кН	000	Последние 3 цифры в студенческом билете
Исходные
данные	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
r, кг/м3	780	690	890	910	860	720	740	910	810	840	700	750	800	850	900	790	920	830	870	920
M, кН	000	Последние 3 цифры в студенческом билете

 

Плотность жидкости равна r, кг/м3. Определить её удельный вес g в единицах СИ и подсчитать, какой объём занимает эта жидкость весом M, кН.

 

ЗАДАЧА № 2

Исходные  данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
n, см2/с	0,00	Два значения после запятой – последние 2 цифры с студенческом билете
g, кН/м3	6,87	7,36	7,85	8,34	8,83	6,77	5,36	7,88	8,74	6,83	5,85	6,36	7,77	4,44	6,33	5,44	6,23	8,67	5,34	7,86
Исходные  данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
n, см2/с	0,00	Два значения после запятой – последние 2 цифры с студенческом билете
g, кН/м3	6,83	5,85	6,36	7,77	6,23	8,67	5,34	7,86	8,74	6,83	5,85	6,36	6,87	7,36	7,88	8,74	6,83	5,85	6,36	8,83

 

Кинематическая вязкость жидкости равна n, см2/с. Определить её динами­че­скую вязкость в единицах СИ, если удельный вес жидкости равен g, кН/ м3.

 

ЗАДАЧА № 3

 

Объём ёмкости V = 100 литров. Сколько будет весить она, если её заполнить жид­костью плотностью r (исходные данные в задаче 1), кг/м3. Собственный вес ёмкости 2 кгс. Ответ дать в СИ.

 

 

 

 

Гидростатика

 

Гидростатика — это раздел гидравлики (механики жидкости), изучающий покоящиеся жидкости.

Теория и формулы

Давление в системе СИ измеряется в паскалях: Па = Н / м2.

Связь единиц давления в различных системах измерения такая:

 

100000 Па = 0,1 МПа = 1 кгс/см2 = 1 ат = 10 м вод. ст.

 

Полное давление в жидкости p равно сумме внешнего давления на жидкость po  и давления веса столба жидкости p_ж, то есть

 

 ,

 

где h — высота столба жидкости над точкой (глубина её погружения).

В частном случае для открытых резервуаров, сообщающихся с атмосферой, внешнее давление на жидкость po  равно атмосферному давлению

 

p_атм = 101325 Па  1 ат.

 

Избыточное давление (манометрическое) есть разность между полным и атмосферным давлением (p_изб= p_ман).

Пьезометрическая высота h_p связана с избыточным давлением так:

 

 .

 

Закон Архимеда о подъёмной (архимедовой) силе F_n, действующей на погруженное в жидкость тело, имеет вид

 

 ,

 

где V_m — объём жидкости, вытесненной телом.

Гидростатический напор

 

где z — геометрический напор или высота точки над нулевой горизонтальной плоскостью отсчёта напора. Напор измеряется в метрах по высоте (по вертикали).

 

Задачи по гидростатике

ЗАДАЧА № 4

Исходные  данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
pман, кгс/см2	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	2,6	1,6	2,1	3,1	3,6	2,8	4,1	4,6	1,7	2,2	2,7	3,2	3,7	4,2
Исходные  данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
pман, кгс/см2	1,8	2,3	2,8	3,3	3,8	4,4	1,9	2,4	2,6	3,4	3,9	2,25	3,75	1,25	2,75	3,25	1,75	2,9	1,85	3,85

 

 

На водопроводной трубе установлен манометр, который показывает давление p_ман, кгс/см2. Какой пьезометрической высоте соответствует это давление и чему равно полное давление в трубе в единицах СИ?

 

ЗАДАЧА № 5

Исходные данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
h, м	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Исходные данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
h, м	1,5	2,5	3,5	4,5	5,5	6,5	7,5	8,5	9,5	10,5	11,5	12,5	13,5	14,5	15,5	16,5	17,5	18,5	19,5	20,5

 

Определить силу, действующую на горизонтальный люк диаметром 1 метр, расположенный на глубине h, м от поверхности воды в днище открытого резервуара.

 

ЗАДАЧА № 6

Исходные данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
h, м	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Исходные данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
h, м	1,5	2,5	3,5	4,5	5,5	6,5	7,5	8,5	9,5	10,5	11,5	12,5	13,5	14,5	15,5	16,5	17,5	18,5	19,5	20,5

 

Найти полное и избыточное давления в точке дна открытого резервуара, наполненного водой, если глубина воды в нём равна h, м.

 

 

ЗАДАЧА № 7

 

Исходные данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
h 1, м	8	7	6	5	4	6	7	8	8	7	6	5	4	6	7	8	5	4	6	4
h 2, м	2	1,5	2,2	1,8	1,4	3,0	2,4	4,1	3,0	1,7	2	1,5	2,2	1,8	1,4	3,0	2,4	4,1	3,2	2,8
h 3, м	1	0,5	1	0,5	1	2,0	0,8	2,1	2,2	0,7	1,4	0,9	1,8	1	0,5	1	0,5	1	2,0	1,8
Исходные данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
h 1, м	6	5	4	6	7	8	5	4	6	4	8	7	6	6	7	8	4	5	7	7
h 2, м	1,4	3,0	2,4	4,1	3,0	1,7	2	1,5	2,2	1,8	1,4	3,0	2,4	4,1	3,2	2,8	2	1,5	2,1	4,2
h 3, м	0,9	1,7	1,4	1,9	1,8	1	0,5	1	0,5	1	2,0	1,8	1	2,5	1	1,0	0,8	2,1	1,8	2,8

 

Днище открытого бака с водой находится на расстоянии h 1, м над поверхностью земли. Глубина воды в баке равна h 2, м. Найти гидростатический напор относительно поверхности земли для точки, находящейся на глубине h 3, м от уровня воды в баке.

 

ЗАДАЧА № 8

Исходные  данные
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.	15.	16.	17.	18.	19.	20.
pман, кгс/см2	1,8	2,3	2,8	3,3	3,8	4,4	1,9	2,4	2,6	3,4	3,9	2,25	3,75	1,25	2,75	3,25	1,75	2,9	1,85	3,85
Исходные  данные
	21.	22.	23.	24.	25.	26.	27.	28.	29.	30.	31.	32.	33.	34.	35.	36.	37.	38.	39.	40.
pман, кгс/см2	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	2,6	1,6	2,1	3,1	3,6	2,8	4,1	4,6	1,7	2,2	2,7	3,2	3,7	4,2

 

На горизонтальной водопроводной трубе установлен манометр, показывающий давление p_ман, кгс/см2. Определить гидростатический напор в трубе относительно её оси (радиусом трубы пренебречь).