Question

Подводная лодка находится на глубине 100 м. С какой скоростью через отверстие вкорпусе лодки будет врываться струя воды? Сколько воды проникает за один час, еслидиаметр отверстия 2 см? Давление воздуха в лодке равно атмосферному давлению.Изменением давления внутри лодки пренебречь.

Answer 1

Закон Торричелли : v = √(2gh) (==44 m/s)
Q = v*S*k, где k=0.64
V = Q*t

Answer 2

Для решения данной задачи, нам понадобятся законы гидростатики и гидродинамики.

Сначала найдем скорость вытекания струи воды через отверстие. Для этого воспользуемся уравнением Торричелли:

v = √(2gh)

где v - скорость вытекания струи, g - ускорение свободного падения (примем его равным 9,8 м/с²), h - высота столба воды над отверстием (в данном случае 100 м).

v = √(2 * 9,8 * 100) ≈ 44,3 м/с

Теперь найдем объем воды, проникающий за одну секунду через отверстие. Для этого воспользуемся формулой для вычисления объема цилиндра:

V = S * h

где V - объем, S - площадь основания цилиндра (площадь отверстия), h - высота столба воды (в данном случае 1 см = 0,01 м).

S = πr²

где r - радиус отверстия (диаметр 2 см = 0,02 м).

S = π * (0,02/2)² = 0,000314 м²

V = 0,000314 * 0,01 ≈ 0,00000314 м³

Теперь найдем объем воды, проникающий за одну секунду через отверстие:

V_1сек = v * V ≈ 44,3 * 0,00000314 ≈ 0,000139 м³/с

Наконец, найдем объем воды, проникающий за один час:

V_1час = V_1сек * 3600 ≈ 0,000139 * 3600 ≈ 0,5 м³/ч

Таким образом, струя воды будет врываться со скоростью около 44,3 м/с, а за один час проникнет примерно 0,5 м³ воды через отверстие диаметром 2 см.

Answer 3

Врыв струи воды через отверстие в подводной лодке

Когда подводная лодка находится на глубине 100 метров, внутри лодки давление воздуха равно атмосферному давлению. Если в корпусе лодки имеется отверстие, через которое будет врываться струя воды, мы можем рассчитать скорость этой струи и количество воды, проникающей через отверстие за один час.

Расчет скорости струи воды

Для расчета скорости струи воды, используем уравнение Бернулли, которое связывает давление, скорость и высоту жидкости:

P + 1/2 * ρ * v^2 + ρ * g * h = const

Где: - P - давление жидкости - ρ - плотность жидкости - v - скорость струи - g - ускорение свободного падения - h - высота жидкости

В данном случае, так как давление внутри лодки равно атмосферному давлению, то давление жидкости на отверстии также будет равно атмосферному давлению.

Также, так как лодка находится на глубине 100 метров, то высота жидкости равна 100 метров.

Учитывая это, уравнение Бернулли может быть переписано в следующем виде:

1/2 * ρ * v^2 + ρ * g * h = const

Так как давление воздуха внутри лодки равно атмосферному давлению, то давление жидкости на отверстии также будет равно атмосферному давлению. Плотность воды можно считать постоянной.

Теперь мы можем рассчитать скорость струи воды:

1/2 * ρ * v^2 = ρ * g * h

v^2 = 2 * g * h

v = sqrt(2 * g * h)

Подставляя значения, получаем:

v = sqrt(2 * 9.8 m/s^2 * 100 m) = 44.27 m/s

Таким образом, скорость струи воды, врывающейся через отверстие в подводной лодке, составляет 44.27 метров в секунду.

Расчет количества воды, проникающей через отверстие за один час

Для расчета количества воды, проникающей через отверстие за один час, мы можем использовать скорость струи воды и диаметр отверстия.

Объем воды, проникающей через отверстие за одну секунду, можно рассчитать по формуле:

V = A * v

Где: - V - объем воды - A - площадь отверстия - v - скорость струи воды

Площадь отверстия можно рассчитать по формуле:

A = π * r^2

Где: - A - площадь отверстия - r - радиус отверстия

В данном случае, диаметр отверстия составляет 2 см, что соответствует радиусу 1 см или 0.01 метра.

Подставляя значения, получаем:

A = π * (0.01 m)^2 = 0.000314 m^2

Теперь мы можем рассчитать объем воды, проникающей через отверстие за одну секунду:

V = 0.000314 m^2 * 44.27 m/s = 0.0139 m^3/s

Для расчета количества воды, проникающей через отверстие за один час, умножим объем воды за одну секунду на количество секунд в одном часе:

V_hour = V * 3600 s = 0.0139 m^3/s * 3600 s = 50.04 m^3/h

Таким образом, количество воды, проникающей через отверстие в подводной лодке за один час, составляет 50.04 кубических метра в час.

Источники: -----