Vật lí 10 [Chuyên đề] Cơ học chất lưu

Thảo luận trong 'Cơ học chất lưu' bắt đầu bởi Death Game, 17 Tháng năm 2021.

Lượt xem: 265

  1. Death Game

    Death Game Mod Vật Lí Cu li diễn đàn

    Bài viết:
    1,670
    Điểm thành tích:
    489
    Nơi ở:
    Cần Thơ
    Trường học/Cơ quan:
    THPT chuyên Lý Tự Trọng
    Sở hữu bí kíp ĐỖ ĐẠI HỌC ít nhất 24đ - Đặt chỗ ngay!

    Đọc sách & cùng chia sẻ cảm nhận về sách số 2


    Chào bạn mới. Bạn hãy đăng nhập và hỗ trợ thành viên môn học bạn học tốt. Cộng đồng sẽ hỗ trợ bạn CHÂN THÀNH khi bạn cần trợ giúp. Đừng chỉ nghĩ cho riêng mình. Hãy cho đi để cuộc sống này ý nghĩa hơn bạn nhé. Yêu thương!

    Trong cuộc sống có rất nhiều hiện tượng liên quan đến chất lưu, chúng ta thường nghe đến định nghĩa áp suất chất lỏng hay các định luật như định luật Pascal, định luật Bernoulli. Qua phần chuyên đề “Cơ học chất lưu” này ta sẽ có thể hiểu rõ hơn về những điều đó.

    1. Định nghĩa chất lưu.
    - Chất lưu là chất có thể chảy, bao gồm cả chất lỏng, chất khí và plasma.
    - Chất lưu là một hệ, gồm các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên, tương tác với nhau bằng một lực liên kết yếu và định hình được nhờ vào lực tác dụng của thành bình.

    2. Đặc điểm của áp suất
    a) Áp suất của chất lỏng
    - Chất lỏng có đặc tính là nén lên các vật nằm trong nó. Áp lực chất lỏng nén lên vật có phương vuông góc với bề mặt tiếp xúc của vật. (Hình 1.1)

    upload_2021-5-17_9-53-39.png

    - Áp suất của chất lỏng chính là lực nén của chất lưu đó lên một đơn vị diện tích của bề mặt vật khác đặt trong nó. Độ lớn của áp suất khi đó được tính bằng công thức:
    [tex]p=\frac{F}{S}[/tex]
    - Tại mỗi điểm của chất lỏng, áp suất theo mọi phương là như nhau.
    - Áp suất ở những điểm có độ sâu khác nhau thì khác nhau.
    - Đơn vị áp suất trong hệ SI là N/m2, còn gọi là pascal (Pa): 1 Pa = 1 N/m2
    - Ngoài ra còn có các đơn vị khác của áp suất như:
    • 1 atm = 1,03.105 Pa (Áp suất chuẩn của khí quyển)
    • 1 Torr = 133,3 Pa = 1 mmHg; 1 atm = 760 mmHg (Áp suất của cột thủy ngân cao 1 mm ở [tex]0^{\circ}C[/tex] lên đáy)
    b) Áp suất thủy tĩnh
    Nếu độ sâu tăng thì áp suất cũng tăng và ở cùng độ sâu thì áp suất là như nhau.
    - Định nghĩa của áp suất thủy tĩnh được biểu diễn bằng công thức:
    [tex]p=p0+\rho .g.h[/tex]
    - Trong đó
    • p0 là áp suất khi quyển ở mặt thoáng chất lỏng (Pa)
    • [TEX]\rho[/TEX] là khối lượng riêng của chất lỏng ([TEX]kg/m^{3}[/TEX])
    • h là độ sâu (m)
    3. Nguyên lí Pascal
    - Nguyên lí Pascal hay định luật Pascal được phát biểu như sau: Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và của thành bình.
    [tex]p = png + \rho .g.h[/tex]
    - Trong đó:
    • png là áp suất khí quyển và áp suất của ngoại lực nén lên chất lỏng
    - Nội dung của nguyên lí Pascal:
    Nếu tăng một lượng Δp thì vì chất lỏng không chịu nén nên không đổi và gh không đổi áp suất p tăng cùng giá trị Δp. Vậy ở mọi điểm của chất lỏng và của thành bình áp suất cũng tăng một lượng Δp.
    * Ứng dụng của nguyên lý Pascal
    - Nguyên lý Pascal được áp dụng trong việc chế tạo các máy nén thủy lực, máy nâng, phanh (thắng) thủy lực trong các xe, ô tô,… Nguyên tắc hoạt động chung của các loại máy này ở hình 1.3.

    upload_2021-5-17_9-21-21.png

    - Một lực nhỏ F1 tác động vào piston nhỏ bên trái với diện tích bề mặt S1. Áp lực được truyền qua một chất lỏng không thể nén đến piston bên phải với diện tích bề mặt S2 lớn hơn. Bởi vì áp suất phải giống nhau ở cả hai bên nên:
    [tex]p=\frac{f}{s}=\frac{F}{S}[/tex]
    => Lực F > f vì S > s
    [tex]\frac{F1}{S1}=\frac{F2}{S2}[/tex]

    4. Đặc điểm chuyển động của chất lưu
    a) Chuyển động của chất lưu
    - Chuyển động của chất lưu có thể chia làm 2 loại chính: chảy ổn định (chảy thành dòng) và chảy không ổn định (chảy cuộn xoáy).Để chất lưu chảy ổn định (thành dòng) thì vận tốc dòng chảy là nhỏ.
    - Giữa các lớp chất lưu tồn tại một lực tương tác khi chuyển động gọi là lực nội ma sát hay tính nhớt của chất lưu. Tính nhớt của chất lưu chỉ xuất hiện khi chất lưu chuyển động.Chất lưu thỏa mãn điều kiện chảy ổn định (thành dòng) và không nén, không có độ nhớt được gọi là chất lưu lí tưởng.
    b) Đường dòng
    - Đường dòng là những đường khi chất lưu chảy ổn định, mỗi phần tử của chất lưu chuyển động theo đường đó. (Hình 2.1)
    upload_2021-5-17_9-26-14.png

    - Tại các điểm khác nhau trên đường dòng, vận tốc của chất lưu có thể khác nhau nhưng tại một điểm nhất định của đường dòng thì vận tốc không đổi.
    c) Ống dòng
    - Ống dòng là tập hợp các đường dòng tựa trên một chu vi tưởng tượng trong chất lưu tạo thành một ống dòng. (Hình 2.2)
    upload_2021-5-17_9-26-4.png

    - Trong những điều kiện nhất định, có thể coi các ống dẫn nước, dẫn dầu,… là ống dòng.
    d) Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong một ống dòng. Lưu lượng chất lỏng
    - Trong một ống dòng, tốc độ của chất lưu tỉ lệ nghịch với diện tích tiết diện của ống:
    S1v1Δt = S2v2Δt
    [tex]\Leftrightarrow \frac{v1}{v2}=\frac{S2}{S1}[/tex]

    Từ công thức trên, ta có:
    [tex]v1.S1=v2.S2=A=const[/tex] (không đổi)
    Trong đó: A là lưu lượng chất lỏng ([TEX]m^{3}/s[/TEX]) được định nghĩa bằng biểu thức:
    A=v.S
    - Khi chảy ổn định, lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là không đổi.
    5. Định luật Bernoulli
    - Định luật Bernoulli được phát biểu như sau:
    Trong một ống dòng nằm ngang, tổng áp suất tĩnh và áp suất động tại một điểm bất kì là hằng số.
    [tex]p+\frac{1}{2}.\rho .v^{2}=const[/tex] (không đổi)
    - Định luật Bernoulli tổng quát được phát biểu như sau:
    Trong một dòng chảy ổn định tổng mọi dạng năng lượng trong chất lưu dọc theo đường dòng là như nhau tại mọi điểm trên đường dòng đó.
    [tex]p+\frac{1}{2}.\rho .v^{2}+\rho.g.h=const[/tex] (không đổi)

    Trong đó:
    • p : áp suất chất lưu tại một điểm bất kỳ trong dòng chảy. (Pa)
    • [TEX]\frac{1}{2}.\rho .v^{2}[/TEX] là áp suất động của chất lỏng
    • ρ : mật độ khối lượng của chất lưu. (kg/m3)
    • h : độ cao của ống tiết diện đó. (m)
    • v : vận tốc dòng chảy tại tiết diện đó. (m/s)
    * Ứng dụng của định luật Bernoulli:
    Một số ứng dụng hay gặp nhất của định luật Bernoulli:
    - Lực nâng cánh máy bay:
    upload_2021-5-17_9-50-38.png
    Khi một vật thể chuyển động xuyên qua một chất lưu thì nó sẽ bẻ cong các dòng chảy làm sinh ra lực nâng tác dụng lên vật đó. Một vài yếu tố ảnh hưởng lên lực nâng này là: hình dạng của vật, sự định hướng của vật so với dòng chảy, chuyển động xoáy và kết cấu bề mặt của vật thể đó.
    - Máy phun (hiện tượng Venturi):
    upload_2021-5-17_9-50-30.png
    Một dòng khí chạy qua phía trên của một ống hở hai đầu. Đầu còn lại của ống được nhúng vào một chất lỏng. Dòng khí chuyển động làm giảm áp suất phía trên ống. Chất lỏng dâng lên đến dòng khí. Chất lỏng bị phân tán vào trong ống phun dưới dạng các hạt nhỏ. Đó được gọi là hiện tượng Venturi.



     
    Junery N, ~ Hồng Vân ~, hoàng meii7 others thích bài này.
  2. trà nguyễn hữu nghĩa

    trà nguyễn hữu nghĩa Mod Vật Lí |Cây bút Thơ|Thần tượng VH Cu li diễn đàn

    Bài viết:
    3,097
    Điểm thành tích:
    719
    Nơi ở:
    Phú Yên
    Trường học/Cơ quan:
    Trường THPT Lương Văn Chánh

    Cái định luật Becnuli học năm lớp 10 vậy thôi chứ lên 12 chả bao giờ dùng tới. Thi đại học cũng chẳng dùng luôn.
    Nó là một định luật hay mà mấy bác Bộ Giáo Dục không đưa vô thi thì hơi phí :D
     
  3. Death Game

    Death Game Mod Vật Lí Cu li diễn đàn

    Bài viết:
    1,670
    Điểm thành tích:
    489
    Nơi ở:
    Cần Thơ
    Trường học/Cơ quan:
    THPT chuyên Lý Tự Trọng

    Cái này ứng dụng nhiều với cả đối với mấy bạn lớp thường thì lại không được học, trong sách lý 10 em đọc không có chắc là bị lược mất rồi
     
  4. Hàn Phi Công Tử

    Hàn Phi Công Tử Học sinh Thành viên

    Bài viết:
    58
    Điểm thành tích:
    21
    Nơi ở:
    Bình Định
    Trường học/Cơ quan:
    THPT Nguyễn Trân

    Nhân đang nói về lý thuyết chất lưu, có 1 câu hỏi mình muốn nêu ra để xem ý kiến mọi người thế nào.

    Khi xét 1 vật chìm trong chất lỏng, sao người ta chỉ xét lực đẩy acsimet mà không xét lực gây ra do áp suất chất lỏng nhỉ?
     
  5. Death Game

    Death Game Mod Vật Lí Cu li diễn đàn

    Bài viết:
    1,670
    Điểm thành tích:
    489
    Nơi ở:
    Cần Thơ
    Trường học/Cơ quan:
    THPT chuyên Lý Tự Trọng

    Tại vì lực đẩy Ác-si-mét cũng là áp lực do áp suất chất lỏng
    Ta có áp lực do áp suất chất lỏng gây ra tại 1 độ sâu nhất định được tính như sau: F=p.S=dn.h.S=dn.V=FA
     
    God of dragon thích bài này.
  6. Hàn Phi Công Tử

    Hàn Phi Công Tử Học sinh Thành viên

    Bài viết:
    58
    Điểm thành tích:
    21
    Nơi ở:
    Bình Định
    Trường học/Cơ quan:
    THPT Nguyễn Trân

    Mod có thể giải thích rõ hơn không? F = p.S = dn.h.S

    S là tiết diện, dn là trọng lượng riêng của nước, còn h là chiều cao gì?
     
  7. Death Game

    Death Game Mod Vật Lí Cu li diễn đàn

    Bài viết:
    1,670
    Điểm thành tích:
    489
    Nơi ở:
    Cần Thơ
    Trường học/Cơ quan:
    THPT chuyên Lý Tự Trọng

    h là chiều cao của vật
    Ví dụ:
    xét 1 vật đang lơ lửng trong chất lỏng vì thế nên vật cân bằng
    sử dụng cách phân tích lực như bình thường:
    F1-F2-P=0 <=> F1-F2=P (*)
    Theo công thức thì F1=p1.S và F2=p2.S
    p1=d.h1; p2=d.h2
    Thay vào (*) ta có được: d.h1.S-d.h2.S=P <=>d.S(h1-h2)=P, ta có thể thấy được h1-h2 chính là chiều cao của vật từ đó suy ra d.S.h=P <=> FA=P
    Thế thì hiệu giữa 2 áp lực gây ra do áp suất chính là lực đẩy Ác si mét
    Untitled.png
     
Chú ý: Trả lời bài viết tuân thủ NỘI QUY. Xin cảm ơn!

Draft saved Draft deleted

CHIA SẺ TRANG NÀY