直徑25mm±5%、質(zhì)量7.53克±5%的冰球以23m/s速度的撞擊為多少兆帕
- 教育綜合
- 2024-05-28 07:57:32
一個(gè)物理題目
貌似條件不足怎么挑選水泵?
水泵的選型主要涉及工作介質(zhì)、工作介質(zhì)特性、揚(yáng)程、流量、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù),合適的水泵不但工作平穩(wěn),壽命長(zhǎng),且能為用戶最大程度的節(jié)省成本。那么,我們?nèi)绾螌?duì)水泵正確的選型?如下: 水泵選型的步驟 選泵列出基本數(shù)據(jù): 1、介質(zhì)的特性:介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。 2、介質(zhì)中所含固體的顆粒直徑、含量多少。 3、介質(zhì)溫度:(℃) 4、所需要的流量一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時(shí)對(duì)流量的影響。農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水,還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。 5、壓力:吸水池壓力,排水池壓力,管道系統(tǒng)中的壓力降(揚(yáng)程損失)。 6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長(zhǎng)度、管道附件種類及數(shù)目求小學(xué)數(shù)學(xué)“華杯賽”試題,速度!速度快,質(zhì)量好好可追加到100分!
第五屆華杯賽初賽試題及答案 1.一個(gè)成年人平均每分鐘呼吸16次,每次吸入500立方厘米空氣.問(wèn):他在一晝夜里吸人多少立方米空氣? 2.下面是一個(gè)乘法算式:?jiǎn)枺寒?dāng)乘積最大時(shí),所填的四個(gè)數(shù)字的和是多少? 3.某部84集的電視連續(xù)劇在某星期日開(kāi)播,從星期一到星期五以及星期日每天都要播出1集,星期六停播.問(wèn):最后一集在星期幾播出? 4.計(jì)算: 5.用下面寫有數(shù)字的四張卡片 排成四位數(shù).問(wèn):其中最小的數(shù)與最大的數(shù)的和是多少? 6.甲、乙兩人在河中先后從同一個(gè)地方同速同向游進(jìn).現(xiàn)在甲位于乙的前方,乙距起點(diǎn)20米;當(dāng)乙游到甲現(xiàn)在的位置時(shí),甲已離起點(diǎn)98米.問(wèn):甲現(xiàn)在離起點(diǎn)多少米? 7. 有面值為1分,2分,石頭從萬(wàn)米高空落下,下落速度會(huì)一直增加嗎?
液態(tài)水從成千上萬(wàn)米高空落下不會(huì)有什么事情,畢竟,我們都淋過(guò)雨。如果是水凝結(jié)成的固態(tài)冰雹,將會(huì)造成一定的破壞。如果是一塊五噸重的冰從萬(wàn)米高空墜落,結(jié)果又會(huì)怎樣呢?冰塊到達(dá)地面時(shí)的速度有多快?
首先,假設(shè)這塊5噸重的冰是一塊球體。由于冰的密度為900千克/立方米,再結(jié)合球的體積公式(V=4/3πr^3)和體積、密度與質(zhì)量的關(guān)系(m=ρV),所以這顆冰球的半徑約為1.1米。
我們可以對(duì)冰球下落時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析,在下落的過(guò)程中,冰球?qū)?huì)受到兩個(gè)力的作用,一個(gè)是向下的重力G:
G=mg
由于冰球非常龐大,從萬(wàn)米高空下落來(lái)不及融化,這可以參考冰雹的情況。因此,可以認(rèn)為冰球的質(zhì)量不變,重力也保持不變(萬(wàn)米高度的重力加速度g變化很小)。
還有一個(gè)是向上的空氣阻力:
F=1/2ρCAv^2
其中ρ為空氣密度(1.29千克/立方米),C為阻力系數(shù)(球體通常取0.47),A為冰球的投影面積(A=πr^2),v為冰球的速度。
于是,冰球所受的合力為:
F合=G-F=mg-1/2ρCAv^2
可以看到,隨著速度的增加,冰球所受的空氣阻力會(huì)迅速增加,使得合力不斷減小。當(dāng)冰球的速度達(dá)到終端速度時(shí),合力將會(huì)變?yōu)榱?,冰球的速度不再增加,空氣阻力也不?huì)增加,冰球?qū)?huì)保持終端速度勻速下落。
根據(jù)上式,可以得到冰球的終端速度vt為:
假設(shè)冰球從速度為零開(kāi)始下落,代入數(shù)據(jù),可以算出冰球最終會(huì)以的206米/秒的速度下落。但還要計(jì)算一下冰球是否在達(dá)到平衡速度之前已經(jīng)落到了地面。
冰球的下落過(guò)程涉及到變速運(yùn)動(dòng),需要通過(guò)微分方程來(lái)計(jì)算:
F合=ma=mdv/dt=mg-1/2ρCAv^2
令k=1/2ρCA,可得如下的關(guān)系式:
mdv/dt=mg-kv^2
對(duì)上式進(jìn)行分離變量,然后積分可得:
當(dāng)t=0時(shí),v=0,所以C=0。最終可以得到冰球在變加速過(guò)程中,時(shí)間和速度的關(guān)系式:
或者速度和時(shí)間的關(guān)系式:
再根據(jù)下落高度和時(shí)間的微分方程:
v=dh/dt
可以得到下落高度和時(shí)間的關(guān)系式:
通過(guò)計(jì)算可知,冰球在下落到地面之前就已經(jīng)達(dá)到了終端速度,它會(huì)以206米/秒的速度撞擊地面,其動(dòng)能可達(dá)1.06×10^8焦耳,相當(dāng)于25公斤的TNT發(fā)生了爆炸。顯然,如果這樣的冰球砸到人,后果將會(huì)不堪設(shè)想。
事實(shí)上,不需要這么大的冰球也能致人死亡。對(duì)于那些直徑可達(dá)10厘米的冰雹,其破壞力相當(dāng)大,有可能會(huì)致人傷亡。
另外,飛機(jī)上也有可能會(huì)掉落下“藍(lán)冰”,它們是飛機(jī)上的污水滲漏出來(lái)凝結(jié)而成的冰塊?!蹲呓茖W(xué)》曾經(jīng)對(duì)此有過(guò)相關(guān)報(bào)道,有人誤以為藍(lán)冰是所謂的“無(wú)根水”,甚至還去嘗了一下……