Zadatci za vježbu – MEHANIKA FLUIDA

1. Cilindrična posuda, prikazana na slici, napunjena je do vrha vodom. Kolika sila djeluje na dno posude?

Gustoća vode je 1000 kg/m3, d = 70 cm, h1 = 30 cm, h2 = 70 cm.

(R: 3773,42 N)

2. U metalnoj kugli, tanke stjenke i polumjera 100 cm, postignut je vrlo veliki vakuum. Kolika sila djeluje na stjenku

ako je atmosferski tlak normiran?

(R: 1,28 MN)

3. Dvojica učenika mjere visinu nebodera. Jedan se popne na vrh nebodera i na barometru očita tlak 993,2 hPa. Drugi

učenik, koji se nalazi na tlu, očita tlak 1012,4 hPa. Kolika je visina nebodera?

Gustoća zraka je 1,16 kg/m3, g = 9,81 m/s2.

(R: 169 m)

4. Infuzija sadrži otopinu glukoze gustoće 1,2·103 kg/m3. Ako je tlak u veni čovjeka 1,33·104 Pa iznad atmosferskog,

kolika mora biti najmanja visina h na kojoj držimo infuziju da otopina ulazi u venu? Pretpostavite da čovjek leži na

krevetu visine 80 cm.

(R: 1,93 m)

5. U kotlu vlada tlak 1,1 MPa, dok je vanjski tlak 1 bar. Kolika sila djeluje na stjenke kotla, ako je valjkastog oblika

visine 4 m i polumjera baze 1 m?

(R: 31,42·106 N)

6. Kroz cijev duljine 100 m teče voda brzinom 1 m/s. Pri zatvaranju ispusnog ventila tlak se povećava za 2·105 Pa.

Koliko je trajalo zatvaranje ventila?

(R: 0,5 s)

7. U valjkastu posudu nalivene su količine žive i vode jednakih volumena. Ukupna visina tekućine u valjku je 30 cm.

a) Koliki je tlak tekućine na dno valjkaste na dno valjkaste posude? b) Koliki je tlak vode na živu?

(ρv = 1000 kg/m3, ρž = 13600 kg/m3, g = 9,81 m/s2)

(R: a) 21,5 kPa; b) 1,47 kPa)

8. U cijev oblika slova U polumjera 1 cm naliveni je nešto žive. U jedan krak dolijemo 40 g vode, a u drugi 100 g

alkohola. Kolika je razlika razina žive u oba kraka? (ρv = 1000 kg/m3, ρž = 13600 kg/m3, ρa = 700 kg/m3)

(R: 1,4 cm)

h2

h1

d

9. Koliko bačvi, obujma 0,2 m3 i mase 40 kg, treba postaviti ispod splavi mase 1000 kg da bi se one potopile najviše

do polovice?

(R: 17)

10. Potrebno je napraviti splav od hrastovih balvana, od kojih svaki imaju težinu 1200 N. Ako se na splav stavi teret od

6000 N, splav potone. Odredi minimalni broj balvana potrebnih da se takav splav napravi?

Gustoća drveta je 800 kg/m3.

(R: 20)

11. Koliko debelu stjenku mora imati željezna kugla vanjskog promjera 20 cm da bi lebdjela u vodi?

Gustoća željeza je 7500 kg/m3, vode 1000 kg/m3, a g = 9,81 m/s.

(R: 4,66 mm)

12. U širokom dijelu horizontalne cijevi voda teče brzinom 8 cm/s pri statičkom tlaku 147 kPa. U uskom dijelu te cijevi

statički tlak je 133 kPa. Koliko je puta površina presjeka šireg dijela cijevi veća od površine presjeka užeg dijela?

(R: A1 = 66·A2)

13. Širim dijelom horizontalno položene cijevi struji voda brzinom 4 m/s. Razlika tlakova šireg i suženog dijela iznosi

8·103 Pa. Kolika je brzina protjecanja u užem dijelu cijevi?

(R: v2 = 5,66 m/s)

14. Koliki je rad utrošen na svladavanje trenja pri prenošenju 25 cm3 vode u horizontalnoj cijevi od mjesta na kojemu

je tlak 4·104 Pa do mjesta s tlakom 2·104 Pa?

(R: 0,5 J)

15. Nafta teče duž vodoravne cijevi. Izračunaj razliku tlakova u dva okomita presjeka cijevi u kojima su brzine strujanja

nafte v1 = 4,5 m/s i v2 = 6 m/s. Gustoća nafte je 800 kg/m3.

(R: p1 – p2 = 6,3 kPa)