Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»

fcubsovv правка от
правка #12664 позже →
@@ -1,44 +1,34 @@
### Условие
−$4.4.5.$ [Вставьте описание задачи]
−
−__Пример условия__:
−$1.1.1.$ Определите координату $x(t)$ тела как функцию времени $t$, если его ускорение задано как $a(t) = bt$, где $b$ - константа.
−
−
+$4.4.5.$ Жидкость перекачивается из одного сосуда в другой через длинную
+трубку радиуса $R$ и длины $l$. Разность давлений на концах трубки $P$, вязкость
+жидкости $η$. Определите зависимость от расстояния до стенки трубки: а) градиента скорости жидкости; б∗) скорости жидкости. Определите объем жидкости,
+перетекающей через эту трубку в единицу времени.
### Решение
+Искомый объем жидкости, перетекающей через трубку в единицу времени описывается законом Пуазёйля
−[Здесь должно быть ваше решение]
+ $$Q={\frac {\pi R^{4}}{8\eta l}}(p_{1}-p_{2})={\frac {\pi d^{4}}{128\eta l}}\Delta p$$
+
+Выведем эту формулу!
−__Пример решения__:
−Ускорение тела задано как
+Выделим цилиндрический объем жидкости. На него действует сила вязкого трения, которая описывается формулой:
+ $$F = - \eta S \frac {dv}{dr} = - \eta
+ 2 \pi r l \frac {dv}{dr}$$
+ Её уравновешивает результирующая сила давления на торцы выделенного объема
+$$F_p = \Delta p \pi r^2 = P \pi r^2$$
+ Приравняем
−$$a(t) = bt$$
+$$- \eta
+ 2 \pi r l \frac {dv}{dr} = P \pi r^2$$
+ Получаем ответ на первый вопрос:
−Мы знаем, что ускорение - это производная скорости по времени:
+$$ \frac {dv}{dr} = - \frac {rP}{2l \eta} $$
+Найдем скорость
+$$ \int_{0}^{v} \,dv = \int_{R}^{r} - \frac {rP}{2l \eta} \,dr$$
−$$a(t) = \frac{d v(t)}{d t}$$
−
−Чтобы найти скорость $v(t)$, интегрируем $a(t)$ по времени:
−
−$$v(t) = \int a(t) \, dt = \int b t \, dt$$
−
−Если начальная скорость $v(0) = 0$, то скорость становится:
−
−$$v(t) = \frac{b t^2}{2}$$
−
−Аналогично, интегрируем $v(t)$ по времени:
−
−$$x(t)= \int v(t) \, dt = \frac{b}{2} \int t^2 \, dt$$
−
−Откуда координата от времени, учитывая начальные условия:
−
−$$\boxed{x(t)=\frac{bt^3}{6}}$$
−
+$$v = \frac {P}{4 \eta l} (R^2 - r^2)$$
+Найдем общий объем жидкости, перетекающий в единицу времени
+$$Q = \int_{0}^{R} 2 \pi r v(r) \,dr = \int_{0}^{R} 2 \pi r \frac {P}{4 \eta l} (R^2 - r^2) \,dr = {\frac {\pi R^{4}}{8\eta l}}P$$
#### Ответ
−[Вставьте краткий ответ или результат в рамке, например:]
−
−
−__Пример ответа__:
−$$ x(t)=\frac{bt^3}{6} $$
+$$Q ={\frac {\pi R^{4}}{8\eta l}}P$$