Задачи › Струи, реакция и давление струи

Смешивание воды и суспензии

  1. Смешивание воды и суспензии

    Всесибирская 2023/24, отборочный этап, 8 кл. · №25375

    На заводе изготавливают шпаклёвку, для чего в смесительный бак под давлением подают по одной трубе воду, а под другой — специальную суспензию. У каждой из этих труб площадь сечения \(S=50\) см\(^2\). Плотность и скорость воды в трубе равны \(\rho_{\text{в}}=1000\) кг/м\(^3\) и \(V_{\text{в}}=1\) м/с, соответственно. Плотность и скорость движения суспензии равны \(\rho_{\text{с}}=1400\) кг/м\(^3\) и \(V_{\text{с}}=0{,}6\) м/с. Из смесительного бака готовая шпаклёвка выходит по трубе сечения \(2S\). Чему равна скорость \(V_{\text{ш}}\) движения шпаклёвки в трубе, если её плотность равна \(\rho_{\text{ш}}=1150\) кг/м\(^3\)? Считать, что пустот и пузырей в трубах не образуется.

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Массы веществ, вошедших в бак за время \(t\), равны массе вышедшей шпаклёвки. Масса вещества, прошедшего через трубу за \(t\), равна \(\rho S V t\).

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(V_{\text{ш}}=0{,}8\) м/с.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Объём бака и труб постоянен, пустот не возникает, поэтому масса веществ внутри не меняется: сколько вошло по массе за время \(t\), столько и вышло. За это время в бак вошла вода массой \(\rho_{\text{в}}SV_{\text{в}}t\) и суспензия массой \(\rho_{\text{с}}SV_{\text{с}}t\), а вышла шпаклёвка массой \(\rho_{\text{ш}}\cdot 2S\cdot V_{\text{ш}}t\). Из равенства \[\rho_{\text{в}}V_{\text{в}}+\rho_{\text{с}}V_{\text{с}}=2\rho_{\text{ш}}V_{\text{ш}}\] получаем \[V_{\text{ш}}=\dfrac{\rho_{\text{в}}V_{\text{в}}+\rho_{\text{с}}V_{\text{с}}}{2\rho_{\text{ш}}}=\dfrac{1000\cdot 1+1400\cdot 0{,}6}{2\cdot 1150}=0{,}8~\text{м/с}.\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи