Mekanik Bendalir: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Statik bendalir dan aliran: tekanan dalam cecair, daya pada permukaan tenggelam, keselanjaran dan persamaan Bernoulli. Soalan peperiksaan sering merantaikan langkah-langkah ini: keselanjaran memberikan laju, dan Bernoulli kemudian memberikan tekanan.

Berlatih kursus ini secara percuma Berlatih kursus ini Ambil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

Tip peperiksaan untuk Mekanik Bendalir

Tekanan dalam cecair pegun hanya bergantung pada kedalaman: p = ρ·g·h.
Gunakan keselanjaran dahulu: A₁·v₁ = A₂·v₂.
Gunakan tekanan tolok atau tekanan mutlak, tetapi yang sama pada kedua-dua belah persamaan Bernoulli.

Contoh penyelesaian

Daya hidrostatikMudah

Air bertakung sedalam 4 m pada dinding menegak. Cari ketinggian ȳ di atas dasar tempat daya paduan bertindak.

h = 4 mb = 2 mρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²

Cari nilai ȳ (m)

Tunjukkan petunjuk

Tekanan dalam cecair pegun ialah p = ρ·g·z.
Gambar rajah tekanan pada dinding ialah segi tiga. F ialah luasnya didarab lebar; ia bertindak melalui sentroidnya.
Tekanan pada dasar ialah 39.24 kPa.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Daya hidrostatik: pada permukaan satah, F = ρ·g·y_c·A, dengan y_c ialah kedalaman sentroid. Ia bertindak di bawah sentroid, pada pusat tekanan.

Tekanan berubah secara linear dengan kedalaman

p = ρ·g·z, daripada sifar pada permukaan hingga ρ·g·h pada dasar, jadi beban pada dinding berbentuk segi tiga.

p_base = ρgh = 1000·9.81·4 = 39.24 kPa

Garis tindakan

Beban segi tiga bertindak pada sentroidnya, satu pertiga tinggi dari dasar

ȳ = h/3 = 4/3 = 1.333 m di atas dasar

Jawapan

ȳ = 1.333 m

Keselanjaran & BernoulliSederhana

Air mengalir melalui paip mengufuk yang mengecil daripada 150 mm kepada 50 mm. Pada bahagian lebar tekanan ialah 250 kPa dan halaju ialah 0.5 m/s. Abaikan kehilangan, cari tekanan p₂ pada bahagian sempit.

d₁ = 150 mmd₂ = 50 mmp₁ = 250 kPav₁ = 0.5 m/sρ = 1000 kg/m³

Cari nilai p₂ (kPa)

Tunjukkan petunjuk

Mula-mula gunakan keselanjaran untuk mencari halaju pada bahagian sempit.
Bernoulli untuk paip mengufuk: p₁ + ½ρv₁² = p₂ + ½ρv₂².
v₂ = 4.5 m/s.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Keselanjaran dan Bernoulli: bagi bendalir tak boleh mampat, kadar alir adalah sama pada setiap keratan, Q = A₁v₁ = A₂v₂. Sepanjang garis arus tanpa kehilangan, p + ½ρv² + ρgz adalah malar, jadi di tempat bendalir lebih laju atau lebih tinggi, tekanannya lebih rendah.

Keselanjaran dan Bernoulli

Bekerja dalam Pa, kemudian bahagi dengan 1000 untuk mendapatkan kPa.

v₂ = v₁·(d₁/d₂)² = 0.5·(150/50)² = 4.5 m/s

½ρ(v₁² − v₂²) = ½·1000·(0.5² − 4.5²)/1000 = −10 kPa

p₂ = p₁ + ½ρ(v₁² − v₂²) = 250 + (−10) = 240 kPa

Jawapan

p₂ = 240 kPa

Cara latihan berfungsi

“Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kalkulator persamaan Bernoulli Kalkulator kehilangan turus paip (Darcy–Weisbach)Kalkulator kuasa pam Kalkulator nombor Reynolds Kalkulator ketumpatan (jisim, isi padu dan ketumpatan)

Kursus berkaitan

Kejuruteraan Hidraulik Latihan peperiksaan FE Mekanikal Latihan peperiksaan FE Awam Fizik untuk Jurutera Latihan peperiksaan FE Kimia Kejuruteraan Geoteknik Statik Mekanik Bahan

Berlatih kursus ini secara percuma Berlatih kursus ini Ambil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.