186…κάθετη αντίδραση και νερό που ρέει

Στη διάταξη του σχήματος η παροχή της βρύσης που αναπληρώνει το νερό του σωλήνα είναι Π=400 cm³/s . Η πλάγια οπή στον πυθμένα του σωλήνα από την οποία εξέρχεται το νερό της δεξαμενής έχει διατομή σ=2cm² .

α) Ποιο πρέπει να είναι το ελάχιστο ύψος του δοχείου για να μην παρατηρηθεί υπερχείλιση; Ποια είναι τότε η ταχύτητα εκροής του νερού;

Κάποια στιγμή και ενώ έχει σταθεροποιηθεί το ύψος του νερού μέσα στο σωλήνα, κλείνουμε τη βρύση, ενώ από τον πυθμένα του δοχείου συνεχίζει να εκρέει νερό.

β) Αν ο λόγος των διατομών στο πάνω ελεύθερο άκρο του σωλήνα και στο στόμιο εκροής είναι αντίστοιχα =, πόση γίνεται η ταχύτητα εκροής του νερού τη στιγμή που κλείνουμε τη βρύση και πόση είναι τότε η αρχική ταχύτητα πτώσης στάθμης του νερού;

γ) Πως μεταβάλλεται με το χρόνο   η κάθετη αντίδραση από τη βάση του σωλήνα στο νερό;

Να θεωρηθεί η ροή του νερού στο σωλήνα στρωτή, το ιξώδες του νερού αμελητέο και ο σωλήνας αβαρής. Ακόμη δίνεται η πυκνότητα του νερού ρ=10³ Kg/m³ και g=10m/s².

Συνοπτική λύση: