Phan tich chuong Co hoc chat luu

Cơ học chất lưu áp dụng các kiến thức đã học ở các phần (động lực học chất điểm, tĩnh học vật rắn, các định luật bảo toàn) để nghiên cứu về chất lưu, tức là mọi chất lỏng, chất khí không[r]

MỤC LỤC

A MỞ ĐẦU

B NỘI DUNG 3

I Đặc điểm chương học chất lưu 3

II Mục tiêu nhiệm vụ chương học chất lưu 4

III Cấu trúc chương học chất lưu 5

IV Nghiên cứu nội dung kiến thức chương học chất lưu 6

4.1 Một số khái niệm 6

4.1.1 Khái niệm chất lưu

4.1.1.1 Khái niệm

4.1.1.2 Các tính chất chất lưu

4.1.1.3 Chất lưu lí tưởng

4.1.2 Khái niệm áp suất

4.1.2.1 Khái niệm

4.1.2.2 Chất lưu trạng thái nghỉ Áp suất thủy tĩnh

4.1.3 Khái niệm đường dòng, ống dòng

4.1.3.1 Đường dịng

4.1.3.2 Ống dịng phương trình liên tục 11

4.1.3.3 Sự chảy ổn định khơng ổn định 11

4.2 Các ngun lí, định luật 12

4.2.1 Nguyên lý Pa-xcan 12

4.2.2 Định luật Béc-nu-li 14

4.3 Một số ứng dụng chất lưu kỹ thuật 16

4.3.1 Ứng dụng nguyên lý Pa-xcan 16

4.3.1.1 Máy nén thủy lực 16

4.3.1.2 Máy tích 16

4.3.1.3 Máy tăng áp 17

4.3.1.4 Kích 17

4.3.2 Ứng dụng định luật Béc-nu-li 18

4.3.2.1 Cửa sổ bật mở 18

4.3.2.2 Đo vận tốc chất lỏng Ống Venturi 18

4.3.2.3 Đo vận tốc máy bay nhờ ống Pi-tô 19

4.3.2.4 Lỗ rò bể nước 19

4.3.2.5 Lực nâng cánh máy bay 20

4.3.2.6 Bộ chế hồ khí 20

C KẾT LUẬN 21

A MỞ ĐẦU

Đổi phương pháp dạy học theo tinh thần phát huy tính tích cực, chủ động học sinh vấn đề cấp, ngành quan tâm Ngành giáo dục đào tạo hồn tất cơng việc biên soạn chương trình, nội dung sách giáo khoa nhằm mục đích nâng cao chất lượng giáo dục cho phù hợp với phát triển xã hội Vì để đáp ứng mục tiêu chung, người giáo viên phải tự bồi dưỡng phương pháp hình thức tổ chức dạy học Muốn làm điều đó, cần phải nghiên cứu kĩ cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức sách giáo khoa Do đó, việc nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông việc làm quan trọng, cần thiết giáo viên

Nhiệm vụ “Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng” nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức cách thể nội dung kiến thức sách giáo khoa vật lí theo chuẩn kiến thức, kĩ

Đối tượng “Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thơng” chương trình sách giáo khoa vật lí phổ thơng theo chuẩn kiến thức kĩ

Cơ sở nghiên cứu chương trình bao gồm kiến thức vật lí đại cương, vật lí lí thuyết vật lí kĩ thuật, kiến thức lí luận dạy học mơn, kiến thức triết học, tâm lí học giáo dục học

B NỘI DUNG I Đặc điểm chương “Cơ học chất lưu”

1.1 Đặc điểm

Chương “Cơ học chất lưu” lớp 10 NC trình bày riêng chương (cịn SGK CB khơng có) có phần trình bày chương trình học lớp Song, có tính chất hồn chỉnh đề cao rõ rệt, khơng sâu vào chất vật lí mà cịn ý nâng cao mức định lượng Hơn chương trình quan tâm nhiều đến ứng dụng kỹ thuật chất lưu (đó ứng dụng nguyên lí Paxcan, định luật Béc-nu-li)

Các kiến thức phần học chất lưu gồm các khái niệm bản (Khái niệm: chất lưu, áp suất, khối lượng riêng, đường dòng, ống dòng) Các nguyên lý, định luật (Nguyên lý Pa-xcan, nguyên lý Acsimet, Định luật Bec-nu-li). Và số ứng dụng chất lưu kỹ thuật Tuy nhiên chương “Cơ học chất lưu” SGK VL 10NC khơng trình bày khái niệm chất lưu, khái niệm khối lượng riêng nguyên lí Acsimet

1.2 Vị trí yêu cầu dạy học

SGKNC trình bày chương “Cơ học chất lưu” sau chương “Các định luật bảo toàn” Ở xem định luật bảo toàn tổng quát nên áp dụng cho chất lỏng chất khí (chất lưu) Cơ học chất lưu áp dụng kiến thức học phần (động lực học chất điểm, tĩnh học vật rắn, định luật bảo toàn) để nghiên cứu chất lưu, tức chất lỏng, chất khí khơng nén chảy thành dòng

Học sinh học áp suất lòng chất lỏng định luật Acsimet lớp Do đó, cần nhắc lại vài điều cần thiết cơng thức tính áp suất, áp suất phụ thuộc vào độ sâu, điểm lòng chất lỏng áp suất theo phương để nhấn mạnh vào nội dung ngun lí Pa-xcan, khơng chứng minh mà giải thích học

II Mục tiêu, nhiệm vụ chương “Cơ học chất lưu”

2.1 Mục tiêu dựa chuẩn kiến thức, kĩ chương trình Kiến thức

- Nêu áp suất thủy tĩnh đặc điểm áp suất - Phát biểu viết hệ thức nguyên lí Pa-xcan

- Nêu chất lỏng lí tưởng gì, ống dịng Nêu mối quan hệ tốc độ dòng chất lỏng tiết diện ống dòng

- Phát biểu định luật Béc-nu-li viết hệ thức định Kĩ

- Vận dụng nguyên lí Pa-xcan để giải thích nguyên lí hoạt động máy nén thủy lực

- Vận dụng định luật Béc-nu-li để giải thích nguyên tắc hoạt động số dụng cụ máy phun sơn, chế hồ khí

- Vận dụng định luật Béc-nu-li để giải số tập đơn giản 2.2 Nhiệm vụ

III Cấu trúc chương “Cơ học chất lưu”

Cơ học chất

lưu

Áp suất thủy tĩnh

Nguyên lí Paxcan

Ứng dụng

- Đo áp suất tĩnh áp suất toàn phần - Đo vận tốc chất lỏng

- Đo vận tốc máy bay nhờ ống Pi-tô - Một vài ứng dụng khác

+ Lực nângcánh máy bay + Bộ chế hòa khí

+…

Sự chảy thành dịng chất lỏng chất khí

Định luật Béc-nu-li

Khái niệm

Đặc điểm

Ứng dụng

- Máy nén thủy lực - Máy tích - Máy tăng áp - Kích

………

Chất lỏng lí tưởng

Khái niệm đường dịng, ống dịng

IV Nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Cơ học chất lưu’’ 4.1 Một số khái niệm bản

- Khái niệm chất lưu - Khái niệm áp suất

- Khái niệm đường dòng, ống dòng 4.1.1 Khái niệm chất lưu

4.1.1.1 Khái niệm

Chất lưu bao gồm chất lỏng chất khí Về mặt học, chất lưu quan niệm môi trường liên tục tạo chất điểm liên kết với nội lực tương tác [ 5]

4.1.1.2 Các tính chất chất lưu

Các tính chất chất lưu cần kể đến khảo sát: khơng có hình dạng định, tính nén được, độ nhớt sức căng bề mặt

a Chất lưu khơng có hình dạng định vật rắn

Chất lưu chất có tính dễ chảy, thể tích hình dạng chúng bị thay đổi ảnh hưởng lực ngồi [1]

b Tính nén

Tính nén thể thơng qua thay đổi khối lượng riêng thể tích chất lưu Đối với chất lưu, đặc biệt chất khí, tính nén phụ thuộc vào áp suất nhiệt độ

Khối lượng riêng chất khí tăng nhanh theo áp suất (chất lưu dễ nén) Khối lượng riêng chất lỏng không tăng theo áp suất (chất lưu khó nén) c Tính nhớt

Nhớt tính chất chống lại dịch chuyển chất lưu Khi chất lưu chuyển động, phần tử chúng hay lớp chuyển động với vận tốc khác nhau, nên chúng xuất lực tương tác gọi lực nội ma sát hay lực nhớt Lực nhớt tác dụng lên bề mặt tiếp xúc phần tử

Các thí nghiệm Newton tiến hành chất lỏng chất khí cho thấy lực ma sát nhớt tỉ lệ với vận tốc tương đối phần tử

Chất lỏng chảy khỏi ống truyền dịch khơng thành dịng liên tục mà nhỏ giọt Một kim khâu thoa mở đặt cẩn thận nằm n mặt nước mà khơng bị chìm Nước đọng thành giọt mui xe trơn láng không lan Tất tượng nhiều tượng khác có tính chất lớp ngồi, phân cách chất lỏng với chất

4.1.1.3 Chất lưu lý tưởng

Khi giải toán thường bỏ qua ma sát Một điều chấp nhận ngầm kể ma sát tốn trở thành khó Đó trường hợp Chuyển động chất lưu thực phức tạp chưa hiểu đầy đủ Thay vào đó, nghiên cứu chuyển động chất lưu lí tưởng, nghiên cứu đơn giản mặt tốn học Tuy kết hoàn toàn phù hợp với kết chất lưu có thực, chúng gần, đủ để sử dụng

Một chất lưu gọi lý tưởng chất hồn tồn khơng nén chất khơng có lực nhớt Một chất lưu không lý tưởng gọi chất lưu thực

Như vậy, chất lưu chất lưu thực Tuy nhiên, chất lỏng lưu động (không nhớt) tạm coi chất lưu lý tưởng Ngoài ra, lực nội ma sát xuất chất lưu chuyển động, chất lưu trạng thái nằm n có gần đầy đủ tính chất chất lưu lý tưởng

Chất lưu lý tưởng chuyển động thoả mãn tính chất

Chảy ổn định: Trong chảy ổn định hay chảy thành lớp, vận tốc chất lưu điểm cố định không thay đổi theo thời gian độ lớn lẫn hướng

Chất lưu khơng chịu nén: khối lượng riêng khơng đổi Chất lưu khơng nhớt: chất lưu khơng có lực nhớt Dịng khơng xốy: vận tốc dịng chảy ổn định

4.1.2 Khái niệm áp suất 4.1.2.1 Khái niệm

lượng mà lò xo (đã chia độ) bị nén, ghi cường độ ∆F lực tác dụng vào pittông Ta định nghĩa áp suất chất lưu tác dụng vào pittông

(1) Hình 1(a) Một bình

chứa đầy chất lưu, chứa cảm biến áp suất nhỏ, có chi tiết trình bày hình b Áp suất đo vị trí tương đối pit- tơng cảm biến Ở vị trí cho, áp suất không phụ thuộc vào định hướng cảm biến

Hình

Theo lí thuyết, áp suất điểm chất lưu giới hạn tỉ số này, diện tích pittơng, có tâm điểm làm ngày nhỏ Tuy nhiên, lực đồng diện tích phẳng S, ta viết phương trình (1)

Bằng thực nghiệm, người ta thấy áp suất p định nghĩa phương trình (1) có giá trị điểm cho trước chất lưu trạng thái cân bằng, cảm biến áp suất hướng Áp suất đại lượng vơ hướng, khơng có tính chất phụ thuộc hướng Đúng lực tác dụng vào pittông cảm biến áp suất đại lượng vectơ, phương trình (1) đụng đến cường độ lực đại lượng vô hướng

Đơn vị áp suất hệ đơn vị SI Pascal (Pa) Paxcan liên hệ với vài đơn vị áp suất thơng dụng khác (ngồi hệ SI) sau:

1atm = 1,013.105Pa=760 torr=14,71b/in2

Torr (để lưu niệm Evangelius Torricelli, người sáng chế phong vũ biểu thủy ngân năm 1674) gọi hình thức milimet thủy ngân (mmHg) [4]

4.1.2.2 Chất lưu trạng thái nghỉ Áp suất thủy tĩnh

Xét chất lỏng trạng thái cân tĩnh bình chứa (hình 2) Xem phần chất lỏng hình trụ, tiết diện S Chọn trục Oy có gốc mặt thoáng hướng xuống Tọa độ đáy y1, đáy y2 Chiều cao hình trụ y2- y1 = h

Hình trụ nằm cân bằng, ta có: F1 - F2 + P = p1S - p2S + P =

Trong p1S lực nén từ xuống, - p2S lực đẩy từ lên P trọng lượng hình trụ, P=ρgS (y2- y1), với y2- y1là chiều cao hình trụ, ρ khối lượng riêng chất lỏng Công thức viết là: p1 - p2 + ρg (y2- y1) =

Lấy y1 = mặt thoáng chất lỏng, p1 = pa áp suất khí

mặt thống chất lỏng, y2 = h từ cơng thức ta có: p = p2 =pa + gh (2)

Hình Chất lỏng nằm trạng thái tĩnh Các lực đặt lên hình trụ

p cịn gọi áp suất thủy tĩnh hay áp suất tĩnh chất lỏng độ sâu h tích số gh

 Cơng thức (2) nói lên áp suất tĩnh chất lỏng độ sâu h phụ thuộc vào áp suất khí tích số gh Tích số gh trọng lượng cột chất lỏng có chiều cao h tiết diện 1cm2 Tích số cho biết độ chênh lệch áp

suất điểm có độ sâu h với áp suất điểm mặt thống chất lỏng 4.1.3 Khái niệm đường dịng, ống dòng

4.1.3.1 Đường dòng

đổi, độ lớn lẫn hướng, hình véc tơ vận tốc điểm tiếp tuyến với đường dịng điểm Các đường dịng khơng cắt nhau: chúng cắt nhau, hạt chất lưu tới giao điểm phải có hai vận tốc khác lúc, điều khơng thể có [4]

Hình Một hạt chất lưu P vạch đường dịng, chuyển động vận tốc hạt tiếp tuyến với đường dịng điểm

Hình Ơtơ phịng thí nghiệm hãng sản xuất Người ta tạo luồng khí thổi vào ơtơ để nghiên cứu hình

dạng thích hợp

Hay định nghĩa khác : Khi chất lỏng chảy ổn định, phân tử chất lỏng chuyển động theo đường định gọi đường dòng [5]

Khi chất lỏng bao quanh vật đường dịng bị tách cạnh vật Điểm có tách xảy (trên hình 5) điểm P1 gọi

điểm tới hạn phía trước Ở phần vật, điểm tới hạn phía sau P2, đường dịng lại

khép lại Tại điểm tới hạn vận tốc Hình

của dịng vật khơng Tính chất đường dịng

Nơi ống hẹp đường dịng xít nhau, nới ống rộng đường dịng thưa (hình 6)

Hình Ống dòng, đường dòng

4.1.3.2 Ống dòng phương trình liên tục

Tập hợp đường dịng tựa lên đường cong kín gọi ống dịng Hay có định nghĩa khác ống dịng phần chất lỏng chuyển động có mặt biên tạo đường dòng Khi chất lỏng chuyển động ống thân ống ống dòng [5]

Như vậy, đường dòng hình ta tách riêng ống dịng mà mặt biên chúng tạo đường dòng Một ống có tác dụng ống thật hạt chất lưu vào ống khơng thể qua vách ống, ta có trường hợp đường dịng cắt

Hình vẽ trình bày hai tiết diện thẳng, diện tích S1 S2 ống dòng

mỏng Tại tiết diện S2 chất lưu chuyển động với tốc độ v2, tiết diện S1 chất lưu

chuyển động với tốc độ v1 Trong khoảng thời gian tchất lưu chuyển động từ tiết

diện S1 đến tiết diện S2 Trong khoảng thời gian hạt chất lưu chuyển

động khoảng nhỏ v t1 thể tích Vcủa chất lưu cho V S v t1 1 qua tiết diện S2 Vì chất lưu không nén tạo tiêu hủy

Do đó, khoảng thời gian, thể tích chất lưu phải qua tiết diện S2, lúc V S v t2 2 Từ đó, suy S v1 1S v2

Như vậy, dọc theo ống dòng A Sv c  onst (3)

Phương trình (3) gọi phương trình liên tục dịng chất lưu Nó cho thấy dịng chất lưu phần hẹp ống dịng chảy nhanh đường dịng gần

Lưu ý

Hệ thức liên hệ vận tốc dòng chảy diện tích tiết diện ngang dịng chất lỏng không nén Nếu áp dụng cho chất khí chất khí chảy thành dòng

4.1.3.3 Sự chảy ổn định không ổn định

- Sự chảy gọi ổn định nơi có vận tốc khơng đổi độ lớn hướng, hay thời điểm ta quan sát hình ảnh chảy

- Nhưng có vật chuyển động chất lỏng đứng n chảy khơng cịn ổn định gọi chảy không ổn định [6]

4.2 Các nguyên lý, định luật 4.2.1 Nguyên lý Pa-xcan

Khi bạn bóp đầu tuýp kem đánh răng, bạn theo dõi hoạt động nguyên lý Pa-xcan Nguyên lý Blaise Pascal (Pa-xcan) nêu lên cách rõ ràng, lần vào năm 1652 Nội dung nguyên lý : Một độ biến thiên áp suất tác dụng vào chất lưu nhốt chặt được truyền không thuyên giảm cho phần

của chất lưu cho thành bình chứa [4]. Blaise Pascal (1623 -1662)

Chứng minh nguyên lý Pascal [4]

Ta xét trường hợp chất lưu chất lỏng không chịu nén, chứa hình trụ cao, hình

Hình trụ đậy pittơng, có hộp đạn chì nằm n Khí quyển, hộp viên đạn tác dụng áp suất png vào pittông Do đó,

chất lỏng áp suất p điểm P chất lỏng ppng gh Ta thêm đạn chì vào pittơng, để làm cho png

tăng thêm lượng png

Hình

Nguyên lý Pascal đòn bẩy thuỷ tĩnh

Nguyên lý Pascal làm sở cho đòn bẩy thuỷ tĩnh

Khi hoạt động, giả sử lực có cường độ F tác dụng hướng xuống vào pittông bên nhánh trái, có diện tích Si Một chất lỏng khơng chịu nén dụng cụ,

khi tác dụng lực hướng lên có độ lớn F0 vào pittơng bên nhánh phải có diện

tích S0 (hình 8)

Để giữ cho hệ cân bằng, phải tác dụng lực ngồi, hướng xuống, cường độ FV vào pittơng Lực Fi tác

dụng vào bên trái lực FV tác dụng

vào bên phải gây độ tăng áp suất p

 của chất lỏng, cho bởi:

0 0 i V V i i i

F F S

p F F F

S S S

      (4)

Phương trình (4) cho thấy lực F0 tác dụng lên tải lớn lực

tác dụng vào Fi S0 > Si

Hình Một cách bố trí địn bẩy thuỷ tĩnh Nếu cho pittông chuyển động xuống đoạn di pittơng

chuyển động lên đoạn d0 cho thể tích V chất lỏng không chịu

nén bị chuyển động hai pittơng Khi V = Sidi = S0d0 suy

0 i i S d d S 

Biểu thức cho thấy S0 > Si pittơng chuyển động

khoảng nhỏ so với pittông vào

Từ cơng thức trên, ta tính cơng ra: 0

0

W=F ( )( i)

i i i i

i

S S

d F d F d

S S

 

(5) Nhận xét: công W thực pittơng vào lực đặt vào công thực pittông nâng tải đặt

áp dụng để nâng ôtô Công cụ ứng dụng nguyên lý gọi đòn bẩy thuỷ tĩnh

4.2.2 Định luật Bec-nu-li cho ống dòng nằm ngang Đây định luật động học chất lưu lý tưởng Nội dung định luật: Nếu tốc

độ hạt chất lưu tăng đi theo đường dịng, áp suất của chất lưu phải giảm ngược lại [5] Phương trình Béc-nu-li:

2

1

onst

p v gz c (6)

Phương trình Béc-nu-li chất lưu lý tưởng Nếu có mặt lực nhớt, xuất hiện, phương trình Béc-nu-li khơng cịn

Daniel Bernoulli (1700 – 1782). Ông nhà bác học người Thụy Sĩ

Chứng minh

Xét khối chất lưu ABCD chuyển động ống dòng nhỏ giới hạn hai tiết diện (AB) = S1 (CD) = S2 ( hình 9)

Gọi v1, v2 vận tốc chất lưu (AB) (CD)

z1, z2 độ cao hai vị trí (AB) (CD)

Trong khoảng thời gian t khối chất lưu (ABCD) chuyển đến vị trí (A’B’C’D’) Vì khơng có lực ma sát (chất lưu lý tưởng) nên công áp lực độ

biến thiên khối chất lưu

Áp lực (AB) p S1 1, (CD) p S2 Công áp lực tác dụng lên khối chất lưu trình chuyển động từ (ABCD) đến (A’B’C’D’) :

A =(p S1 1).AA - (p 2S CC2) 

Độ biến thiên khối chất lưu q trình : ' ' ' ' ABCD

A

W=W B C D W

 

Nhưng (ABCD) (A’B’C’D’) có phần chung (A’B’CD), viết

' ' ABA' '

W=WCDC D W B

  , ' '

' '

2 2

CDC

1

W ( ) ( )

2

D   S CC v  S CC gz

' '

' '

1 1

ABA

1

W ( AA ) ( AA )

2

B   S v  S gz

Ta có W= A, chất lưu khơng nén đượcS1.AA' S2.CC' nên suy

2

2 1

2

2 2 1

1

( )

2

1

2

v gz v gz p p

hay

p v gz p v gz

   

   

    

   

Vậy với chất lưu lý tưởng chuyển động trọng trường

1

p v gzhằng số (đpcm) [6]

Trường hợp chất lưu chảy ống dịng nằm ngang z1 = z2

2

1 2

1

2

Hình 10 Chất lưu chảy ống nằm ngang

4.3 Một số ứng dụng chất lưu kỹ thuật 4.3.1 Ứng dụng nguyên lý Pa-xcan

Nguyên lý Pa-xcan ứng dụng nhiều kỹ thuật đời sống máy nén thuỷ lực, máy nâng vật có trọng lượng lớn, phanh thuỷ lực xe máy, ôtô, máy ép dùng chất lỏng

4.3.1.1 Máy nén thủy lực Máy nén thuỷ lực thiết bị dùng để tạo sức ép lớn dựa nguyên lý Pa-xcan Cấu tạo máy gồm hai xilanh chứa đầy chất lỏng (dầu), đáy thơng nhau, xilanh có tiết lớn xilanh Trong hai xilanh có hai pittơng chuyển động ngược chiều Khi tác dụng lên pit-tông nhỏ lực F1

thì pit-tơng lớn bị đẩy lên lực F2

Hình 11 Sơ đồ máy nén thuỷ lực

lớn gấphàng trăm lần F1 Thường dùng để ép nước quả, ép giấy, ép gỗ hay dùng để

nâng ơtơ hình 11 [5] 4.3.1.2 Máy tích

Cơng dụng: thường kèm theo máy ép thủy lực, máy bơm dầu vào, máy ép làm việc chưa hết công suất, hành trình khơng làm việc máy ép bơm tích lũy bổ sung thêm cho lượng máy bơm cần thiết (hình 12)

vào xilanh, nâng pit-tơng P có xà ngang K để treo tạ lên độ cao h [7]

Hình 12 Máy tích

4.3.1.3 Máy tăng áp

Cơng dụng: thường kèm theo máy tích để tăng áp suất cho dầu từ máy tích cung cấp trước đưa vào máy ép thủy lực (hình 13 )

Sơ đồ, ngun lí làm việc: chất lỏng có áp suất p1 đưa từ máy tích

năng bơm vào xilanh qua lỗ 1, làm cho pittông A bị đẩy lên Chất lỏng chảy qua lỗ (rỗng ruột) bị pittơng C nén, áp suất tăng lên thành p2 Đáy pittơng C có lỗ dẫn

chất lỏng với áp suất tăng lên

P2 đến ống nối vào máy ép [7] Hình 13 Máy tăng áp

Các kích tơ thường chế tạo theo kiểu máy ép thủy lực (hình ) bao gồm phận sau đây:

1 pittông không chuyển động xilanh

3 thân kích (đồng thời bình chứa dầu)

4 cần điều khiển kích, bơm dầu từ bình qua xilanh

5 van hút dầu vào bơm

6 van nâng kích (đẩy dầu từ bơm qua xilanh dưới)

7 van hạ kích [7]

Hình 14 Kích tơ

4.3.2 Ứng dụng định luật Bec-nu-li 4.3.2.1 Cửa sổ bật mở

Nếu gió mạnh thổi qua trước sổ, áp suất bên ngồi cửa sổ bị giảm kính cửa sổ vỡ phía ngồi Cơ chế có tác dụng làm cho mái phẳng nhà bị thổi bay lên Khi có bão phần mái nhà bị đẩy lên áp suất khơng khí bị giam nhà Tuy mái nhà thiết kế để chống đỡ độ chênh lệch áp suất hướng xuống tương đối lớn, chúng lại nhiều không dự tính để chống đỡ độ chênh lệch áp suất lớn, hướng lên [4]

4.3.2.2 Đo vận tốc chất lỏng Ống Venturi

Lưu lượng kế Venturi dụng cụ để đo tốc độ dòng chảy chất lưu ống Ống gắn hai tiết diện ống hình 15 [4] [5]

Hình 15 Một ống đo Ven-tu-ri nối hai tiết diện ống, để đo tốc độ chất lưu chảy ống

luật bảo tồn dịng) ta tính 2 2 ( ) s p v S s   

 (8),

là khối lượng riêng

của chất lưu

4.3.2.3 Đo vận tốc máy bay nhờ ống Pi-tô

Dụng cụ đo vận tốc máy bay gọi ống Pi-tơ (hình 16), gắn vào cánh máy bay Dịng khơng khí bao quanh ống hình vẽ Vận tốc chảy vng góc với tiết diện S nhánh ống chữ U Nhánh thơng buồng có lỗ nhỏ thành bên áp suất buồng áp suất tĩnh dịng khơng khí tức vận tốc máy bay [5]

4.3.2.4 Lỗ rò bể nước Một bể nước tạo lỗ cách mặt nước phía đoạn h Tính cơng thức vận tốc nước khỏi lỗ? Chọn mức nước lỗ làm mốc để đo độ cao áp suất phía bể nước áp suất lỗ

đều áp suất khí Áp dụng Hình 17: Lỗ rị bể nước

phương trình Bec-nu-li ta được: [4]

2

1

2

A A A B B B

p  v gz p  v gz pA = pB = p0, vA = 0, zA = h, zB =

(mốc năng) Vậy tốc độ nước chảy khỏi lỗ v 2gh cơng thức tính vận tốc vật đạt rơi từ trạng thái nghỉ rơi quãng đường h

P0

h

y=0 P0

4.3.2.5 Lực nâng cánh máy bay

Hình 18 Lực nâng cánh máy bay

Hình vẽ 18 trình bày đường dòng xung quanh cánh máy bay chuyển động Giả sử khơng khí tiến lại gần theo phương ngang từ bên phải, với vận tốc va1



Góc chếch lênh cánh gọi góc đụng làm cho dịng khơng khí bị ngoặt xuống, dịng có vận tốc va2



Như vậy, cánh tác dụng lực vào dịng khí để đẩy ngoặt xuống Theo định luật III Niutơn, dịng khí phải tác dụng lực ngược chiều vào cánh Thành phần thẳng đứng lực Ftác dụng vào cánh gọi lực nâng, thành phần nằm ngang lực cản cảm ứng [4] [5]

4.3.2.6 Bộ chế hồ khí

Bộ phận động đốt trong, tạo nên hỗn hợp khơng khí xăng Gồm bầu chứa xăng A có phao P để giữ mực xăng ngang dầu, kim phun G Khơng khí tới chỗ thắt lại ống áp suất giảm, xăng bị hút lên phân tán thành giọt nhỏ hồ lẫn với khơng khí thành hỗn hợp vào xi lanh [2], [5]

C KẾT LUẬN

Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thơng việc làm quan trọng, cần thiết giáo viên vật lí Qua việc xác định phân tích kiến thức chương “Cơ học chất lưu” thân làm rõ nội dung sau:

Các khái niệm - Khái niệm chất lưu - Khái niệm áp suất

- Khái niệm đường dòng, ống dịng Các ngun lí, định luật

- Ngun lí Paxcan - Định luật Béc-nu-li

Các ứng dụng học chất lưu kỹ thuật

D TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Dương Trọng Bái – Vũ Thanh Khiết, Từ điển Vật lý phổ thông, Nhà xuất Giáo Dục, 2004

2 Lương Duyên Bình, Vật lý đại cương- tập 1, Nhà xuất giáo dục, 1998 Bộ Giáo Dục Đào Tạo, Chương trình mơn Vật lý cấp THPT, Nhà xuất Giáo Dục, 2006

4 David Halliday- Robert Resnick- Jearl Walker- (Ngô Quốc Quýnh (dịch), Cơ sở vật lý - tập 2, Nhà xuất GD, 1996.

5 Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) số tác giả, Sách giáo khoa; Sách giáo viên Vật lý 10 Nâng cao, Nhà xuất giáo dục, 2006

6 Lê Cơng Triêm, Phân tích chương trình Vật lý phổ thông, Nhà xuất ĐHSP Huế, 2006