1598082719-8919f39816a16b7b9e8153327d533cc4 (805677), страница 73
Текст из файла (страница 73)
маемой жидкости? 8. Чем определяется переход ламннарного течения жндкостн в круглой пн. лнндрнческой трубе в турбулентное? 9. Поясннте принпип намерения вязкости жидкостей о помощью капнллярно. го внскознметра. 10. Объясните прнчины возникновения силы лобового сопротнвлення тела, движущегося в жидкости В каком случае эта сила равна нулю? Н. Что называют подъемной силой? Чем она обусловленаР Прнмеры равенна задач Задача 16.1. Вертикальный пилнндряческнй бак диаметром 1 м н высотой 2 и нвполннлн до краев жидкостью, а затем в дне бака открыла отверстие площадью 2 см', В течение какого временн вся жидкость вытечет нз бака? Влиянием трення и различием плошадей отверстая н сечення струн жндкооти на выходе нз него пренебречь Лано решение Н=2 и, д!=1 ч, За=2 !О' и* За время от нз отверстия вытска т объем жнд- хостн Лр = ояязь!г, гэ — ? где е, — скорость жидкости на выходе вз отверстия Благодаря этому уровень жндкостн в баке изменяется нз величину чек чозЗ» ьйь = — —, = — — ед кб~ кб', Яь ьчз, 3 14 — — = 7800 бз 46з 4"2.!О ' то для нахождення скорос~н о„ можно еоспо~ььзоааться формулой Горичеллн (16.10) оь= Р2йя — 366 где Ь вЂ” высота от дна бака до уровня жидкости е нем в произвольный момент времеви.
Тах Ках ПЛОщадЬ ЯЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ баКа ВО МНОГО раэ бОЛьШЕ ПЛОШади Зз отверстия в его днище: Подставим зто значение о в уравнение для рн 45а Рг2~гА оу к.,Р 1 или ба 45з . т'2Я ря кл, В результате интегрирования найдем зависимость й от В р й =- с+с. — 23з р'2д кб) В начальный момент времени (т = — О) Я =Н, следовательно, С =1 Н 2,2, У'2а 1'А = и'Н ко~ В момен~ колкого опорожнения бака а =0 н Г =!е.
Такам образом комов время к4 / Н Ге = — ~/ 23а ~т 2я Вычисления производим в Международной системе еднннп (СИВ Го = ' с = 2500 с. 314 / 2 2 2 (О- $' 2 0,0( П р и и е ж е н и е. СИС1ЕМЫ ЕДИНИЦ МЕХАНИЧЕСКИХ И 1ЕРМОДИНгйМИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Е С Измерение физических вепичии 1. Физическую величину А (длину, массу, силу, энер- гию и др.) измеряют, сравнивая ее с другой физической величиной того же рода ао принятой за единицу измерения. Отношение А к ав представляет собой численное значение А„физической величины: А А = —, 1 а, Для измерения одной н той же величины можно применять различные единицы.
Например, силу измеряют в ньютонах, динах, килограммах и пр. Численное значение физической величины (А„А, и т, д.) зависит от выбора единицы ее измерения (а„а, и т. д.). Из выражения (П. 1) следует, что Ав аг Ат ав (П.2) т. е, численное значение данной физической величины о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь н о величине принятой единицы измерения. 2. Единицы измерения различных физических величин можно выбирать совершенно произвольно. Однако это приводит к трудностям при сравнении результатов измерений, а также к усложнению записи формул физических законов, так как формулы физических законов связывают между собой не физические величины, а их численные значения.
Значительно удобнее производить измерения с помощью единиц, принадлежащих к одной и той же системе единиц. Каждую систему единиц строят на основе произвольно выбранных единиц измерения для нескольких различных и не зависящих друг от друга физических величин. Эти единицы называют основными. Единицы измерения для всех остальных физических величин — так называемые производные единицы — определяют через основные с помощью формул, связывающих численные значения этих физических величин с теми, единицы измерения которых приняты за основные. 3.
В нашей стране установлено применение Международной системы единиц', обозначаемой СИ (в латинском написании В1), основны- г ГОСТ 9867 — 61, а твквсе проект ГОСТ «Екииииы фивических величикв, опубликоваииый в 1970 г. ми единицами которой служат: метр„килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела.
Временно допускаются к применению единицы других систем и внесистемные, которые приведены ниже для механических и термодинамических величин. $2.Основные единицы механических систем единиц 1. В механике, кроме системы единиц СИ, допускается применение систем: СГС (ССтБ), нли физической, и МКГСС (МкОЗ), или технической. В системах СИ и СГС основными служат единицы длины, массы и времени, в системе МКГСС вЂ” длины, силы и времени. 2. В системе СИ за единицу длины принят метр (м), определявшийся до 1960 г. как расстояние между двумя штрихами, нанесенными на эталоне метра. Для того чтобы метр можно было восстановить в случае его утраты, Х1 Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое определен ие метра: метр есть длина, равная 1650763, 73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р1а н 54 атома криптона-86.
Метр служит также единицей длины в системе МКГСС. В системе единиц СГС единицей длины служит сантиметр (см), равный одной сотой доле метра. 3. За единицу массы в системе единиц СИ принят килограмм (кг), равный массе международного прототипа килограмма(платиноирндневой гири, хранящейся в Международном бюро мер и весов). В системе СГС за единицу массы принят грамм (г), равный тысячной доле килограмма. 4. В системе МКГСС второй основной единицей служит килограмм- сила (кгс). За килограмм-силу (кгс) принята сила, сообщаюшая телу массой 1 кг ускорение а = д„= 9,80665 м/са '.
5. За единицу времени во всех системах единиц принята секунда (с), определявшаяся до 1956 г. как 1!86400 средних солнечных суток. В связи с тем, что вращение Земли вокруг своей осн подвергается нерегулярным колебаниям, Х111 Генеральная конференция по мерам и весам приняла в 1967 г. новое определение секунды как интервала времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствуюших резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущений внешними полями.
Основные единицы систем СИ, СГС и МКГСС, а также их условные обозначения приведены в табл. П.1. ' В дальнейшем будем прииимать дл — — 9,81 м/сь. Та(улица П! Осисвчые единицы Снесена единия массы (М) длины ((.) сяаэиаиеиие времени (Г) Международная Фнэнчесная СИ СГС нг г длины (/.! ~ сиды (Р) ~ времени (Т) и нгс с Тедннчесная ДКГСС $3. Производные единицы измерения Каждая производная единица системы устанавливается при помощи физической формулы, выражающей связь численного значения измеряемой величины с численными значениями других, уже известных величин, причем коэффициент пропорциональности принимается равным единице.
Приведем несколько примеров. 1. Скорость (о). В случае равномерного прямолинейного движения о = з/г'. Поэтому за единицу скорости принимают скорость такого прямолинейного равномерного движения, при котором за единицу времени тело проходит путь, равный единице длины. 2. Ускорение (а). В случае прямолинейного равнопеременного движения а = (о,— о()/б Поэтому за единицу ускорения принимают ускорение такого равнопеременного прямолинейного движения, при котором изменение скорости за единицу времени равно единице скорости. 3. Сила (г). По второму закону Ньютона Р = та.
Поэтому за единицу силы принимают силу, сообщающую телу единичной массы ускорение, равное единице ускорения. 4. Единица массы (т) в системе МКГСС является производной и определяется из уравнения и( = г/а. За техническую единицу массы (т. е. м.) принимают массу тела, которое под действием постоянной силы, равной 1 кгс, приобретает ускорение, равное 1 м/с'. й 4. единицы измерения термединемических векнчии — 370— Для измерения термодинамических величин в системе единиц СИ установлены следующие пять основных единиц: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (К), моль (моль).
Кельвин является единицей СИ для термодинамической температуры (см, 5 12.3). Х!П Генеральная конференция по мерам и весам (1967 г.) дала следующее определение этой единицы: кельвин— 1/273,16 часть термодинамическоя температуры тройной точки воды (см. 9 15.5). Единица количества вещества — моль — введена з качестве седьмой основной единицы СИ по решению Х1Ч Генеральной конференции по мерам и весам в 1971 г. Моль — количество вещества системы, в котором содержится столько же структурных элементов(молекул, атомов, ионов электрднов, других частиц или специфицированных групп частиц), сколько атомов содержится в 0,012 кг нуклида" С (изотопз углерода с атомной массой 12).
Производные единицы измерения н соотношения между единицами в разных системах приведены в табл. П,З. $ 3. Формупы размерностей !. Основными единицами механических величин в системах СИ и СГСслужатединицы длины, массы и времени, Обозначим ик соответственно через 1., М и Т (см. табл. П.!). Тогда всякую производную единицу в вышеупомянутых системах можно выразить символически через й, М и Т. 2. Соотношение, определяющее связь между данной производной единицей и основными единицами системы, называют формулой размерности.
В формуле размерности указаны алгебраические действия, необходимые для выражения производной единицы через основные. Например, численное значение площади получают при перемножении числовых значений двух отрезков длины, поэтому формула размерности площади имеет вид: Квадратные скобки означают, что имеется в виду «размерносты той величины, обозначение которой заключено в этих скобкак.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
