Оборудование: вентилятор известной массы \(M\) и шарик для настольного тенниса известной массы \(m\) (массы указаны на вентиляторе и шарике соответственно); регулируемый источник постоянного тока; два мультиметра; две линейки; канцелярский зажим; штатив; соединительные провода и тонкая проволока; нитки; бумажная труба; ножницы и скотч (по требованию). См. задачу 2 для 9 класса. Поставьте вентилятор вплотную к одному из концов выданной вам бумажной трубы. Поток воздуха должен быть направлен внутрь трубы. Вблизи другого конца трубы на ее оси симметрии расположите теннисный шарик. Найдите силу \(F\), действующую на шарик, помещенный в поток воздуха, выходящий из трубы. Полагая \(F = Av^2\), определите коэффициент \(A\). Считайте, что скорость воздуха на выходе из трубы равна скорости воздуха, создаваемой вентилятором. Задача 2 для 9 класса. Измерьте КПД \(\eta\) вентилятора. Исследуйте зависимость КПД от подаваемого на вентилятор напряжения \(U\). Представьте свои результаты в виде таблиц

Ураган в трубе — ВсОШ 2008/09, 10 кл., задача 2

Ураган в трубе
ВсОШ 2008/09, 10 кл.
6/10
Оборудование: вентилятор известной массы \(M\) и шарик для настольного тенниса известной массы \(m\) (массы указаны на вентиляторе и шарике соответственно); регулируемый источник постоянного тока; два мультиметра; две линейки; канцелярский зажим; штатив; соединительные провода и тонкая проволока; нитки; бумажная труба; ножницы и скотч (по требованию).
1. См. задачу 2 для 9 класса.
2. Поставьте вентилятор вплотную к одному из концов выданной вам бумажной трубы. Поток воздуха должен быть направлен внутрь трубы. Вблизи другого конца трубы на ее оси симметрии расположите теннисный шарик. Найдите силу \(F\), действующую на шарик, помещенный в поток воздуха, выходящий из трубы. Полагая \(F = Av^2\), определите коэффициент \(A\). Считайте, что скорость воздуха на выходе из трубы равна скорости воздуха, создаваемой вентилятором.
Задача 2 для 9 класса. Измерьте КПД \(\eta\) вентилятора. Исследуйте зависимость КПД от подаваемого на вентилятор напряжения \(U\). Представьте свои результаты в виде таблицы.

Примечание. Согласно второму закону Ньютона, если на тело действует постоянная сила \(F\), то изменение импульса тела \(\Delta p\) за время \(\Delta t\) равно импульсу силы: \(\Delta p = F\Delta t\).

Указание. Считайте, что при заданном напряжении \(U\) скорость \(v\) потока воздуха постоянна по всему сечению потока, идущего от лопастей, а в центральной части она равна нулю (рис. 10). Полезной мощностью вентилятора считайте кинетическую энергию, передаваемую воздуху за единицу времени. Плотность воздуха \(\rho = 1{,}29\) кг/м\(^3\).
▶Показать разборСкрыть разбор
Подсказка
Скорость потока при данном напряжении найдите, как в задаче для 9 класса, по силе реакции струи на подвешенный вентилятор. Силу на шарик измерьте по отклонению шарика, подвешенного на нити, от вертикали; повторив опыт при разных напряжениях, проверьте зависимость \(F \propto v^2\).
Вся олимпиада на сайте
в вариантСтраница задачи Ошибка в задаче?

Ураган в трубе

Ураган в трубе

Похожие задачи