Определить скорость ветра, если он оказывает давление 200 Па. Ветер дует перпендикулярно...

0 голосов
404 просмотров

Определить скорость ветра, если он оказывает давление 200 Па. Ветер дует перпендикулярно стене. Плотность воздуха принять равной 1,29 кг/м3.


Физика (969 баллов) | 404 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

P = 200 Па
ρ = 1,29 кг/м³
_________
v - ?

1)
Давление создается частицами воздуха. При ударении их об стену импульс меняется в 2 раза (поскольку будем считать удар о стенку молекулы воздуха идеально упругим. Вспомните, как отскакивает от стены теннисный мячик...) , поэтому по закону сохранения импульса:
F*Δt = 2*m*v
или, с учетом формулы 
m=ρ*V    (здесь V - объем, не путать с v - скоростью!!! :)
F*Δt = 2*ρ*V*v              (1)

2)
Займемся объемом воздуха:
V = S*L = S*v*Δt            (2)
 (S - площадь стены, L - путь, который воздух со  скоростью v пройдет за Δt секунд.

3) 
Подставляя (2) в (1) получаем:
F = 2*ρ*S*v²                   (3)

4)
Но сила давления
F = p*S                           (4)
Опять приравниваем (4) и (3) и сокращаем на площадь стены:

p = 2*ρ*v²
Отсюда скорость:
v = √ (p / (2·ρ) = √ (200 / (2·1,29) ≈ 8,5 м/с





(161k баллов)