Khi một quả cầu chuyển động trong chất lỏng, vật chịu tác dụng của lực cản

Giải SBT Vật lí 10 Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu

Bài 12.6* (VD) trang 39 SBT Vật lí lớp 10: Khi một quả cầu chuyển động trong chất lỏng, vật chịu tác dụng của lực cản được gọi là lực nội ma sát. Biểu thức độ lớn của lực nội ma sát được xác định bởi định luật Stokes: $f=6\pi .r.v.\eta$.

Trong đó:

f là lực nội ma sát (N)

r là bán kính quả cầu (m)

v là tốc độ tức thời của quả cầu (m/s)

$\eta$ là hệ số ma sát nhớt hay độ nhớt của chất lỏng (Pa.s)

Khi chuyển động của quả cầu đạt trạng thái ổn định, quả cầu chuyển động với tốc độ bão hòa được xác định bởi biểu thức

$v_{bh}=\frac{2r^2.g.\left(\sigma -\rho \right)}{9\eta }$

Trong đó:

V_bh là tốc độ bão hòa (m/s)

g là gia tốc trọng trường (m/s²)

$\sigma$ là khối lượng riêng của quả cầu (kg/m³)

$\rho$ là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³)

Xét một quả cầu đang rơi thẳng đều trong một chất lỏng với các thông số sau:

Đường kính của quả cầu = 3,0 mm

Khối lượng riêng của quả cầu = 2 500 kg/m³

Khối lượng riêng của chất lỏng = 875 kg/m³

Tốc độ bão hòa = 160 mm/s

Biết gia tốc trọng trường là 9,8 m/s². Hãy xác định độ nhớt của chất lỏng và độ lớn của lực nội ma sát tác dụng lên vật đang chuyển động ở tốc độ bão hòa.

Lời giải:

Độ nhớt của chất lỏng:

$\eta =\frac{2r^2.g.\left(\sigma -\rho \right)}{9v_{bh}}\approx 5,{0.10}^{-2}Pa.s$

Độ lớn của lực nội ma sát tác dụng lên vật ở tốc độ bão hòa:

$f=6\pi .r.v.\eta =2,{3.10}^{-4}N$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí lớp 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• Câu 12.1 (B) trang 36 sách bài tập Vật lí lớp 10: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật chịu tác dụng lực cản của nước? ....

• Câu 12.2 (B) trang 37 sách bài tập Vật lí lớp 10: Các tàu ngầm thường được thiết kế giống với hình dạng của cá heo để ....

• Câu 12.3 (B) trang 37 sách bài tập Vật lí lớp 10: Hình dạng nào của vật cho lực cản nhỏ nhất? ....

• Câu 12.4 (H) trang 37 sách bài tập Vật lí lớp 10: Chọn phát biểu đúng Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ ....

• Bài 12.1 (H) trang 37 sách bài tập Vật lí lớp 10: Hình 12.1 biểu diễn các lực tác dụng lên quả tennis đang rơi thẳng đứng ....

• Bài 12.2 (H) trang 37 sách bài tập Vật lí lớp 10: Xét một viên bi có khối lượng m đang rơi trong không khí. Hãy biểu diễn các lực tác dụng lên viên bi đang rơi đều ....

• Bài 12.3 (H) trang 38 sách bài tập Vật lí lớp 10: Một số loài chim khi di cư xa thường bay thành từng đàn có hình góc nhọn (Hình 12.2) ....

• Bài 12.4 (H) trang 38 sách bài tập Vật lí lớp 10: Một hòn đá được thả rơi vào chất lỏng. Sau một khoảng thời gian, người ta quan sát thấy hòn đá chuyển động thẳng đều ....

• Bài 12.5* (VD) trang 38 sách bài tập Vật lí lớp 10: Hãy giải thích tại sao khi xét chuyển động rơi của vật, trong nhiều trường hợp ta chỉ xét tác dụng ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---