Λύσεις — Κεφάλαιο 16 · Υδροδυναμική (σελ. 471-472)
Απαντήσεις στις Ασκήσεις του βιβλίου.
Ταχύτητα εκροής ΚΑΙ παροχή (Torricelli)
Ερώτηση: 1. Δεξαμενή, κρουνός εμβαδού 4 cm², 2,5 m κάτω από την επιφάνεια. Ταχύτητα εκροής & παροχή.
Απάντηση:
- Torricelli: \( v=\sqrt{2 g h}=\sqrt{2\cdot9,81\cdot2,5}=\sqrt{49,05}\approx 7\,m/s \).
- Παροχή: \( Q=v\cdot A=700\,cm/s\cdot4\,cm^2=2800\,cm^3/s \) (=2,8 L/s).
Σύνοψη: v = 7 m/s, Q = 2800 cm³/s.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: v=√(2gh) & Q=v·A (μονάδες!). Επαληθεύτηκε με κώδικα (ίδια με το βιβλίο).
Παροχή πλήρωσης δεξαμενής
Ερώτηση: 2. Κρουνός A=15 cm² γεμίζει κυκλική υδαταποθήκη d=2 m, ωφέλιμο ύψος h=3 m σε t=4h 42΄54΄΄. Παροχή & ταχύτητα εκροής.
Απάντηση:
- Όγκος: \( V=\dfrac{\pi d^2}{4}h=\dfrac{\pi\cdot2^2}{4}\cdot3\approx 9,42\,m^3 \)· χρόνος \( t=4,715\,h \).
- Παροχή: \( Q=\dfrac{V}{t}=\dfrac{9,42}{4,715}\approx 2\,m^3/h \).
- Ταχύτητα: \( v=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{2\,m^3/h}{15\,cm^2}\approx 0,37\,m/s \) (Q≈555,6 cm³/s ÷ 15 cm²).
Σύνοψη: Q = 2 m³/h, v ≈ 0,37 m/s.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: V=πd²h/4, Q=V/t, v=Q/A. Επαληθεύτηκε με κώδικα (ίδια με το βιβλίο).
Όγκος ροής σωλήνα
Ερώτηση: 3. Σωλήνας A=120 cm², ταχύτητα υ=4 km/h. Όγκος νερού σε μία μέρα.
Απάντηση:
- Ταχύτητα: \( v=4\,km/h=\dfrac{400000\,cm}{3600\,s}\approx 111,1\,cm/s \).
- Παροχή: \( Q=v\cdot A=111,1\cdot120\approx 13333\,cm^3/s \).
- Όγκος/μέρα: \( V=Q\cdot t=13333\cdot86400\approx 1,152\times10^9\,cm^3=1152\,m^3 \).
Σύνοψη: V ≈ 1152 m³ σε μία μέρα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: Q=v·A & V=Q·t (μετατροπές μονάδων). Επαληθεύτηκε με κώδικα (=1152 m³, όπως το βιβλίο).