第六章流体力学课后答案

第六章流体力学课后答案 篇一：第六章流体力学课后答案 第六章液体力学 6-1 有一个长方体形的水库，长 200m，宽 150m，水深 10m，求水对水库底面和侧面的压力。解：水对水库底面的压力为： F1??ghS??103??10??150?200???109?N? 侧面的压力应如下求得：在侧面上建立如图所示的坐标系，在y 处取侧面窄条 dy，此侧面窄条所受的压力为：dF??glydy 整个侧面所受的压力可以表示为：F? ? h ?glydy? 1 ?glh22 1 ?glh2??107?N?2127 对于 h?10m、l?150m 的侧面：F2’’??glh??10?N? 2 对于 h?10m、l?200m 的侧面：F2’?侧面的总压力为： F2?2F2’?2F2’’??10 8 ?N? 6-2 有三个底面积相同但形状各异的容器，分别盛上高度相同的水，如题图所示，根据静止流体压强的概念，三个容器底面的压强是相同的，所以每个容器底面所受的水的压力也是相同的，水对底面压力是由水的重量引起的，但是三个容器中所盛的水的重量显然不等，请对这个似乎矛盾的结果作出解释。 答：三个容器底面的压强是相同的，但流体对容器内壁的压强并不是容器对其支撑面的压强，容 器对其支撑面的压力等于水与容器本身重量之和。因此，容器对其支撑面的压强是不同的。如蓝球内壁的压强要比蓝球对支撑面的压强要大得多。 6-3 在?10s 的时间内通过管子截面的二氧化碳气体的质量为。已知该气体的密度为?m，管子的直径为，求二氧化碳气体在管子里的平均流速。解：单位时间内流过管子截面的二氧化碳气体的体积，即流量为： ?33 QV? ???10?5m3?s?13??? 10 ?10?5?2?1 平均流速为：????10m?s2????10? 6-4 当水从水笼头缓慢流出而自由下落时，水流随位置的下降而变细，何故？假如水笼头管口的内直径为 d，水流出的速率为 v0，求在水笼头出口以下 h 处水流的直径。 解：当水从水笼头缓慢流出时，可以认为是定常流动，遵从连续性方程，即流速与流管的截面积成反比，所以水流随位置的下降而变细，如图所示。 可以认为水从笼头流出后各处都是大气压，伯努利方程可以写为： 12122 ?v1??gh1??v2??gh2 即：v2?v12??g?h1?h2???1?22 2?h1?h2?0?v2?v12 这表示水流随位置的下降，流速逐渐增大。整个水流可以认为是一个大流管，h1 处的流量应等于 h2 处的流量，即：S1v1?S2v2??2?由于：v2?v1 所以：S1?S2，这表示水流随位置的下降而变细。 22 根据题意，h1?h2?h，v1?v0，h2 处的流速为 v2，由（1）得：v2?v0??gh 即：v2? ?3? 将式代入式，得：?d...