最新力學(xué)漆安慎第二版答案11章

1、力學(xué)（第二版）漆安慎習(xí)題解答第十一章 流體力學(xué)第十一章 流體力學(xué)基本知識(shí)小結(jié)理想流體就是不可壓縮、無粘性的流體；穩(wěn)定流動(dòng)（或稱定常流動(dòng)）就是空間各點(diǎn)流速不變的流動(dòng)。靜止流體內(nèi)的壓強(qiáng)分布相對(duì)地球靜止：（h兩點(diǎn)間高度）相對(duì)非慣性系靜止：先找出等壓面，再采用與慣性系相同的方法分析。連續(xù)性方程：當(dāng)不可壓縮流體做穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，沿一流管，流量守恒，即 恒量伯努力方程：當(dāng)理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，沿一流線，恒量粘性定律：流體內(nèi)面元兩側(cè)相互作用的粘性力與面元的面積、速度梯度成正比，即為粘性系數(shù)，與物質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)有關(guān)。雷諾數(shù)及其應(yīng)用 為物體某一特征長(zhǎng)度層流、湍流的判據(jù)：流體相似律：若兩種流體邊界條件相似，雷諾數(shù)相同，

2、則兩種流體具有相同的動(dòng)力學(xué)特征。泊肅葉公式：粘性流體在水平圓管中分層流動(dòng)時(shí)，距管軸r處的流速 11.2.1 若被測(cè)容器A內(nèi)水的壓強(qiáng)比大氣壓大很多時(shí)，可用圖中的水銀壓強(qiáng)計(jì)。此壓強(qiáng)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是什么？如何讀出壓強(qiáng)？設(shè) h1=50cm,h2=45cm,h3=60cm,h4=30cm，求容器內(nèi)的壓強(qiáng)是多少大氣壓？解：優(yōu)點(diǎn)：可以測(cè)很高的壓強(qiáng)，而壓強(qiáng)計(jì)的高度不用很大Ah1h2h3h4設(shè)界面處壓強(qiáng)由右向左分別為p0, p1,p2,p3，水和水銀的密度分別用,表示，據(jù)壓強(qiáng)公式，有： 用大氣壓表示： 11.2.2 A,B兩容器內(nèi)的壓強(qiáng)都很大，現(xiàn)欲測(cè)它們之間的壓強(qiáng)差，可用圖中裝置，h=50cm，求A,B內(nèi)的壓強(qiáng)差是多

3、少厘米水銀柱高？這個(gè)壓強(qiáng)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是什么？ABh1h2 解：由壓強(qiáng)公式： 用厘米水銀柱高表示：也可以忽略管中水的重量，近似認(rèn)為壓強(qiáng)差為50cmHg優(yōu)點(diǎn)：車高雅差方便，壓強(qiáng)計(jì)的高度不需太大。11.2.3 游泳池長(zhǎng)50m，寬25m，設(shè)各處水深相等且等于1.50m，求游泳池各側(cè)壁上的總壓力，不考慮大氣壓。dhhabc解：設(shè)游泳池長(zhǎng)a=50m，寬b=25m，水深c=1.50m。如圖所示，在h深處，繞游泳池側(cè)壁取高為dh的面元，其面積為 . h深處壓強(qiáng)不計(jì)大氣壓， 此面元所受壓力：.游泳池側(cè)壁受的總壓力BP011.2.4 所謂流體的真空度，指該流體內(nèi)的壓強(qiáng)與大氣壓的差數(shù)，水銀真空計(jì)如圖所示，設(shè)h=50cm

4、，問容器B內(nèi)的真空度是多少N/m2？解：11.2.5 海水的密度為=1.03g/cm3，求海平面以下300m處的壓強(qiáng)。求海平面以上10km高處的壓強(qiáng)。解：，所以，海平面以上10km處的壓強(qiáng)： h pds dh (p+dp)ds a0 dm(g+a0)11.2.6 盛有液體的容器以重力加速度自由下落，求液體內(nèi)各點(diǎn)的壓強(qiáng)；若容器以豎直向上的加速度a上升，求液體內(nèi)壓強(qiáng)隨深度的分布；若容器以豎直向下的加速度a（SB，求E管中的液柱高度（液空氣）。解：順管子選取一條流線，由伯努利方程，有由連續(xù)性方程，由可求得：， 對(duì)于E管， 1 h1 h2 h3 2 3 411.4.5 裝置如圖所示，出水口堵塞時(shí)，豎直

5、管內(nèi)和容器內(nèi)的水面在同一高度，打開塞子后，水即流出，視水為理想流體，等截面的水平管直徑比筒徑小很多，求直管內(nèi)的液面高度。解：據(jù)題意，可把實(shí)際問題近似看作理想流體穩(wěn)定流動(dòng)。如圖所示，取過1、2、3、4點(diǎn)的流線，由伯努利方程，有由連續(xù)性方程，有 ，即 由靜止液體壓強(qiáng)公式；11.5.1 研究射流對(duì)擋壁的壓力，射流流速為v，流量為Q，流體密度等于，求圖中(a),(b)兩種情況下射流作用于擋壁的壓力v(a)(b) vxy解：(a)以射流為研究對(duì)象，據(jù)題意，射流撞到擋壁后速度變?yōu)榱悖蓜?dòng)量定理：由牛頓第三定律，射流作用于擋壁的力(b)在x方向應(yīng)用動(dòng)量定理：因?yàn)榱黧w是理想流體，所以在y方向射流對(duì)擋壁無作用力

6、，即Fy=0，因此，11.6.1 設(shè)血液的密度為1.05103kg/m3，其粘度系數(shù)為2.710-3pas，問當(dāng)血液流過直徑為0.2cm的動(dòng)脈時(shí)，估計(jì)流速多大則變?yōu)橥牧?，視血管為光滑金屬圓管，不計(jì)其變形。解：根據(jù)教材中給出的數(shù)據(jù)，在光滑的金屬圓管中，臨界雷諾數(shù)取為2000，當(dāng)血液流速大于26m/s時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)湍流。11.6.2 容器盛有某種不可壓縮粘性流體，流動(dòng)后各管內(nèi)液柱高如圖所示，液體密度為1g/cm3，不計(jì)大容器內(nèi)能量損失，水平管截面積相同，求出口流速。解：如圖所示，過1,2,3,4點(diǎn)取一流線，因水平管各點(diǎn)截面相等，由連續(xù)性方程可知，2,3,4點(diǎn)的流速均相等，用v表示。根據(jù)不可壓縮粘性流體穩(wěn)定流動(dòng)的功能關(guān)系：0.