Η δύναμη από το υγρό στις τάπες.

Διαθέτουμε μια μεγάλη κυλινδρική δεξαμενή νερού με βάθος Η=1,25m, στο κάτω μέρος της οποίας συνδέεται ένας οριζόντιος σωλήνας διατομής Α=2cm², ο οποίος κλείνεται με την τάπα 1. Στο σωλήνα αυτό έχει συνδεθεί ένας δεύτερος κατακόρυφος σωλήνας, ίδιας διατομής και ύψους h=2m, το πάνω μέρος του οποίου κλείνεται με την τάπα 2. Ο κατακόρυφος σωλήνας είναι γεμάτος με νερό.

i)  Να υπολογιστούν οι δυνάμεις που ασκεί το νερό στις δυο τάπες.

ii)  Ανοίγουμε την τάπα 1. στο άκρο του οριζόντιου σωλήνα και αποκαθίσταται  μια μόνιμη ροή. Να βρεθεί η παροχή του οριζόντιου σωλήνα.

iii) Να υπολογιστεί η δύναμη που ασκεί τώρα το νερό στην τάπα 2.

iv) Ανοίγουμε και την τάπα 2. Μόλις σταθεροποιηθεί ξανά η ροή, ποιο το ύψος του νερού στον κατακόρυφο σωλήνα;

Το νερό θεωρείται ιδανικό ρευστό πυκνότητας ρ=1.000kg/m³, ενώ σε όλη τη διάρκεια της ροής θεωρείται σταθερό το ύψος του νερού στη δεξαμενή. Δίνονται επίσης p_ατμ=10⁵Ν/m² και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Η δύναμη από το υγρό στις τάπες.