地上放置有一水缸内有水深1.00m,在水缸侧壁上距离水平面向下0.20m处开一小孔,问开孔后第一瞬间出水速度为多少?

问题描述:

地上放置有一水缸内有水深1.00m,在水缸侧壁上距离水平面向下0.20m处开一小孔,问开孔后第一瞬间出水速度为多少?
用动量守恒,F*t=m*v 我算出的是v^2=gh
但是用能量守恒,水缸中水的重力势能改变量=出水口水的动能,算出是v^2=2gh
答案说是v^2=2gh
1个回答 分类:物理 2014-11-30

问题解答:

我来补答
我告诉你错哪里了
设该孔处压强为P 压力为F 小孔面积ΔS 研究从开始Δt时间内的过程 Δt内通过水量为m
P=ρgh F=P*ΔS
这里的m很关键 你们都以为m=ρ*ΔS*Δt*V
但是错了
Δt是从开始出水经过Δt时间 最开始的初速度是0 而不是恒定的V 所以在压力做功时你所研究的m并不是匀速运动 因为Δt很小 液面假设不变 压力恒定所以是匀加速运动
末速度是V 所以Δt时间内位移可以用平均速度V/2计算
所以
m=ρ*ΔS*Δt*V/2
经动量守恒 即静止时和 Δt 后比较
FT=MV ρgh*ΔS*Δt=(ρ*ΔS*Δt*V^2)/2
得出V^2=2gh
跟用能量守恒计算的一样
 
 
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