Nhận biết (M1)

Khi khảo sát động lực học của tia nước cao áp đập trực diện vào bề mặt bức tường bê tông đứng yên, những nhận định nào sau đây là chính xác? (Chọn nhiều hơn một đáp án đúng)

• A.
  Độ lớn của lực nén trung bình do dòng nước tốc độ cao tác dụng trực tiếp lên bề mặt bức tường bê tông bằng đúng N
• B.
  Động năng của dòng nước phụt ra từ đầu vòi phun cao áp trong mỗi giây đạt công suất bằng W và được bảo toàn nguyên vẹn sau khi đập vào tường
• C.
  Nếu diện tích va chạm thực tế của tia nước lên tường là m, áp suất cơ học trung bình nén lên vùng diện tích này bằng đúng MPa
• D.
  Xung lượng của lực do bức tường bê tông tác dụng ngược lại dòng nước trong khoảng thời gian s có độ lớn bằng đúng Ns

Giải thích đáp án:

Phân tích chi tiết động lực học tương tác dòng nước và tường:

- Chọn chiều dương trùng với chiều dòng nước phụt tới. Độ lớn lực tác dụng trung bình của tường lên nước bằng đúng độ biến thiên động lượng của khối lượng nước đập vào tường trong thời gian :

Thay số liệu tính toán:

Theo định luật ba Newton, lực nước nén lên tường cũng có độ lớn bằng đúng N. Nhận định A đúng.

- Động năng của dòng nước phụt ra trong mỗi giây (công suất động năng) bằng:

Lượng động năng đứng Ox này bị triệt tiêu hoàn toàn sau va chạm để chuyển thành công bóc tách bê tông và nội năng tỏa nhiệt của nước dạt ngang, do đó động năng không bảo toàn. Nhận định B sai.

- Áp suất cơ học trung bình nén lên vùng diện tích va chạm bằng:

Nhận định C đúng.

- Độ lớn xung lượng của lực hãm trong khoảng thời gian s bằng đúng:

Nhận định D đúng.