▬ فیتیلستان فیزیک (2) - 23 آبان 1393 ▬

IRYSC-team · 1393/8/23

سلام دوستان گرامی،
دومین مسابقه‌ی فیتیلستان فیزیک از امروز آغاز شده و تا صبح جمعه‌ی هفته‌ی آینده (30 آبان) ادامه دارد. برای آشنایی با مسابقه و جوایز آن به اینجا بروید.

در این دور از مسابقه هر کاربر فقط یک بار می‌تواند پاسخ سوال داده شده را در ادامه‌ی تاپیک بنویسد و در پایان 10 مسابقه‌، همه‌ی جواب‌ها به همراه امتیازهای تعلق گرفته به آن‌ها منتشر خواهد شد. فقط 10 هفته‌ی دیگر، برندگان سری اول فیتیلستان فیزیک معرفی می‌شوند و جوایز ایشان اهدا خواهد شد.

[HR][/HR]سوال فیتیلستان 2 فیزیک

الف) یک شیر آب با قطر خروجی 1 سانتی‌متر را باز می‌کنیم و مشاهده می‌کنیم که پس از طی 20 سانتی‌متر، قطر آب به 6 میلی‌متر رسیده است. دلیل باریک شدن آب چیست؟

ب) اگر شیر آب را در بالای یک ساختمان 100 طبقه باز کنیم، در پایین چه بر سر جریان آب خواهد آمد؟ (از تبخیر سطحی آب صرف نظر کنید.)

طراح سوال این مسابقه: مهدی متقی پور

[HR][/HR]بهتر است با دلایل کافی، توضیح هر بخش را بنویسید و در صورت نیاز به محاسبه، آن را نیز همین‌جا وارد کنید. دو بخش فرمول نویس (Fx در ادیتور) و آپلودسنتر آیریسک برای گویا و زیبا نوشتن پاسخ‌ها به شما کمک خواهند کرد.

s.a.kh · 1393/8/25

پاسخ : ▬ فیتیلستان فیزیک (2) - 23 آبان 1393 ▬

الف)زیرا دبی آب ثابت است و با حرکت سرعت آن افزایش می یابد پس مقدار جرم در واحد زمان باید ثابت باشد.

$A\frac{d}{t}=A\frac{d'}{t}\Rightarrow AV=A'V'$

طبق این رابطه اگر V افزایش یابد A کاهش پیدا می کند.
ب)در پایین ساختمان به علت کشش سطحی آب به صورت قطره قطره در می آید.
با تشکر
و من الله توفیق

resohrab · 1393/8/29

پاسخ : ▬ فیتیلستان فیزیک (2) - 23 آبان 1393 ▬

الف) توجیه این پدیده به معادله ی برنولی بر میگرد
P+1/2ρv²+ρgh=cte
با توجه به معادله ی بالا هرچه ارتفاع گم میشود سرعت بالا میرود... وبا توجه به پایستگی دبی شیر آب به نسبت بالا رفتن سرعت قطر کم میشود
ب)جریان آب قطع می شود و به قطرات گسسته از هم تبدیل می شوند و با سرعت حدی به زمین میرسند

A.Tavassol · 1393/9/5

پاسخ : ▬ فیتیلستان فیزیک (2) - 23 آبان 1393 ▬

طبق فرمول

$V_{1}A_{1}=V_{2}A_{2}$

سطح مقطع آب با سرعت آن رابطه ی معکوس دارد پس به علت شتاب گرانشی زمین سرعت هر ذره از سرعت ذره ی بالای آن بیشتر است پس سطح مقطع ذرات پایین تر از سطح مقطع ذرات بالا تر کمتر است به همین دلیل آب باریک می شود پس با استفاده از داده های قسمت الف سرعت اولیه ی آب را بدست می آوریم برای این کار سرعت نهایی ذرات پایین تر را بدست می آوریم

$V^{2}-V_{0}^{2}=2\times 10\times 0.2$

که ازآنجا سرعت ثانویه برابر می شود با

$V=\sqrt{4+V_{0}^{2}}$

پس با جاگذاری سرعت در فرمول بالا

$6\times \sqrt{4+V_{0}^{2}}=10\times V_{0}$

وبا حل معادله سرعت اولیه برابر میشود با

$V_{0}=1.5$

از سرعت اولیه برای حل قسمت ب استفاده می کنیم و ارتفاع یک ساختمان 100 طبقه را 300 متر تخمین می زنیم حال سرعت ثانویه ی آب در پایین طبقات بدست می آوریم

$V^{2}-\left ( 1.5^{2} \right )=2\times 10\times 300$

که تقریبا برابر میشود با 77.5 متر بر ثانیه و با نوشتن دوباره ی فرمول بالا سطح مقطع آب را در پایین ساختمان حساب می کنیم

$10\times 1.5=A\times 77.5$

که سطح مقطع برابر می شود با 0.2 میلیمتر و به علت جاذبه بین مولکول های آب .آب به صورت قطراتی با فاصله و سرعت بالا حاصل می شود.

▬ فیتیلستان فیزیک (2) - 23 آبان 1393 ▬

سطح سوال این مسابقه برای شما چگونه بود؟

ساده و آسان (آب خوردن)

مشکل و فیتیله‌ای

IRYSC-team

مدیر آیریسک

s.a.kh

Active Member

resohrab

New Member

A.Tavassol

New Member