Использование компьютера при изучении физики позволяет процесс познания активизировать
Специфика новой системы образования должна проявляться в ее способности не только вооружать знаниями обучающегося, но и формировать потребность в непрерывном самостоятельном овладении ими, развивать умения и навыки самообразования.
Без модели нет теории, и от науки останется лишь набор бессвязных и никак не объясняемых фактов. Формирование знаний лишь тогда оказывается плодотворным, когда осуществляется в неразрывной связи с выработкой учебно-познавательных умений.
Исследования психологов позволяют утверждать, что чем больше своего труда вкладывает ученик в познавание темы, тем лучше он в ней разбирается, лучше запоминает.
Движение в жидкости и газе.docx
Движение в жидкости и газе
Сопротивление при движении в жидкости и газах можно определить по
, где
ɳ
динамическая вязкость,
v –
закону Стокса
Fтр 6
rv
скорость .
Определим максимальную скорость падения капли воды в
воздухе.
Движение станет равномерным, когда сила тяжести станет равной
силе сопротивления. Сила тяжести капли воды
.
mg
4
3
3
r
g
Подставляя в формулу Стока, получим
. Вычислим
v
2 2 g
r
9
постоянные величины
воздуха
ɳ
= 1,84 10
ˑ
k
2 g
5 кг/(м с)ˑ
(кг/(м2с2), коэффициент вязкости
9/
Проведем расчеты для капель разных радиусов.
ɳ
R
0,001
0,01
0,1
k
1,84E-
05 2177,8
V
1,18E+
02
1,18E+
04
1,18E+
06
Для измерения коэффициента вязкости жидкости измеряют скорость
установившегося (т.е. равномерного) падения шарика в мензурке с делениями.
Чтобы определить, из какого материала и какого размера шарик начинает
двигаться равномерно через сколько времени, полезно провести расчеты в
Excel.
Если частицы падают в вязкой жидкости под действием собственного веса,
то установившаяся скорость достигается, когда эта сила трения совместно с силой Архимеда точно уравновешиваются силой
гравитации. Результирующая
скорость равна
Частица движется вниз если
установившаяся скорость частицы (м/с), радиус Стокса частицы (м), g
ь частиц (кг/м³), ρf
ускорение свободного падения
ь жидкости (Па с).
плотность жидкости (кг/м³),
(м/с²), ρp — плотност
динамическая вязкост
, и вверх в случае
), Vs
roT
roV
R
1000
1,2
0,001
7800
1000
0,002
1260
0,003
2700
700
600
500
400
300
200
100
0
V
0,12646
3
0,50585
2
1,13816
7
V2
1,48088
9
5,92355
6
V3
0,20906
7
0,83626
7
13,328
1,8816
2,02340
9
3,16157
6
4,55267
6,19668
9
8,09363
5
10,2435
1
12,6463
15,3020
3
18,2106
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01
0,011
0,012
23,6942
2
37,0222
2
53,312
72,5635
6
94,7768
9
119,952
148,088
9
179,187
6
213,248
3,34506
7
5,22666
7
7,5264
10,2442
7
13,3802
7
16,9344
20,9066
7
25,2970
7
30,1056 8
21,3722
6
24,7867
6
28,4541
9
32,3745
4
36,5478
2
40,9740
3
45,6531
6
50,5852
2
0,013
0,014
0,015
0,016
0,017
0,018
0,019
0,02
250,270
2
290,254
2
333,2
379,107
6
427,976
9
479,808
534,600
9
592,355
6
35,3322
7
40,9770
7
47,04
53,5210
7
60,4202
7
67,7376
75,4730
7
83,6266
7
Сопротивление воздуха движению автомобиля
При полете тело «заметает» воздух массой
, где
ρ
– плотность
m
tVS
воздуха, который получает вследствие этого энергию E=m V2/ 2. Силу
сопротивления можно определить по формуле
Fv = cx∙S∙v2∙
/2,ρ
где S – площадь фронтальной проекции автомобиля, м2; v – скорость
движения автомобиля относительно воздуха, м/с; ρ – плотность воздуха,
кг/м3; cх – коэффициент аэродинамического сопротивления.
Коэффициенты сопротивления возьмем 0,3 для легкового, 0,6 – автобуса
и 0,8 – для грузового автомобиля. Средние сечения: легковой 2,7 м2 и 7,8 для
автобуса и легкового автомобиля. Расчеты видны в таблице:
V
ro
Sx
S
1,29
1
2
3
0,3
0,6
0,8
F1
0,5224
5
2,0898
4,7020
5
2,7
6,8
7,8
F2
F3
2,6316
10,526
4
23,684
4
4,0248
16,099
2
36,223
2 4
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
8,3592
42,105
6
64,396
8
F3
F2
F1
13,061
25
18,808
2
25,600
05
33,436
8
42,318
45
52,245
63,216
45
75,232
8
88,294
05
102,40
02
117,55
13
133,74
72
150,98
81
169,27
38
188,60
65,79
94,737
6
128,94
84
168,42
24
213,15
96
263,16
318,42
36
378,95
04
444,74
04
515,79
36
592,11
673,68
96
760,53
24
852,63
84
950,00
100,62
144,89
28
197,21
52
257,58
72
326,00
88
402,48
487,00
08
579,57
12
680,19
12
788,86
08
905,58
1030,3
49
1163,1
67
1304,0
35
1452,9 20
21
22
45
208,98
230,40
05
252,86
58
76
1052,6
4
1160,5
36
1273,6
94
53
1609,9
2
1774,9
37
1948,0
03
При скорости движения 100 км/ч сила сопротивления по сравнению с
слой сопротивления при скорости 40 км/ч увеличивается в 8 раз, при скорости
180 км/ч – в 30 раз.
Мощность двигателя, необходимая для преодоления аэродинамического
сопротивления, пропорциональна, следовательно, кубу скорости:
Nv = Fv∙v/3600 (кВт),
где v — относительная скорость движения автомобиля, км/ч., и мощность в
киловатт часах
P3
0,00223
6
0,01788
8
0,06037
2
0,14310
4
0,2795
V
ro
Sx
S
P1
P2
1,29
0,3
0,6
0,8
1
2
3
4
2,7 0,00029 0,00172
8
7,8
0,00232
2 0,01376
0,00783
7 0,04644
0,01857
6 0,11008
0,215
0,03628
1
P3
P2
P1
700
600
500
400
300
200
100
0 5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0,06269
4 0,37152
0,09955
6 0,58996
0,14860
8 0,88064
0,21159
2 1,25388
1,72
0,29025
0,38632
3 2,28932
0,50155
2 2,97216
0,63767
9 3,77884
0,79644
6 4,71968
0,97959
4
1,18886
5,805
4 7,04512
1,42599
8 8,45036
10,0310
4
11,7974
8
13,76
1,69273
8
1,99082
5
2,322
0,48297
6
0,76694
8
1,14483
2
1,63004
4
2,236
2,97611
6
3,86380
8
4,91249
2
6,13558
4
7,5465
9,15865
6
10,9854
7
13,0403
5
15,3367
2
17,888
При увеличении скорости необходимая мощность двигателя возрастает в
140 раз при увеличении скорости от 40 км/ч до 180 км/ч .
Движение вжидкости и газе
Движение вжидкости и газе
Движение вжидкости и газе
Движение вжидкости и газе
Движение вжидкости и газе
Движение вжидкости и газе
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.