กลศาสตร์ของไหล ชุดที่ 2 (9 ข้อ)

1. เป็นแผ่นไม้ซึ่งลอยน้ำได้ (รูป ก.)  M เป็นก้อนวัตถุซึ่ง หนักกว่าน้ำ เมื่อนำ M ไปห้อยติดใต้ B ทำให้ B จมลงไปจากเดิมเป็นระยะทาง d (รูป ข.) แต่ถ้านำ M วางทับ B จะทำให้ B จมลงไปอีกเป็นระยะทาง h (รูป ค.) จงหาค่าความถ่วงจำเพาะของ M (นั่นคือ หาว่า M มีความหนาแน่นเป็นกี่เท่าของความหนาแน่นของน้ำ)
(ข้อสอบคัดเลือก ม.5 ศูนย์เตรียม 31 ส.ค. 2551)
ตอบ \(\rm 1+\dfrac{d}{h}\)
2. ถังน้ำทรงกระบอกรัศมี R ความสูง H ใส่น้ำจนเต็มเมื่อตั้งดิ่งจากนั้นจึงจับเอียงทำมุม θ กับแนวดิ่งจะเหลือน้ำในถังเป็นปริมาตรเท่าใด
(ข้อสอบคัดเลือก ม.5 ศูนย์เตรียม 31 ส.ค. 2551)
ตอบ \(\rm \pi R^2 (H-R\tan\theta)\)
3. ถังทรงกระบอกพื้นที่ภาคตัดขวาง A ตั้งดิ่งมีนํ้าบรรจุ m เป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นครึ่งหนึ่งของน้ำ ระดับน้ำในถังจะสูงขึ้น จากเดิมเท่าใดเมื่อนำ m ไปลอยอิสระที่ผิวน้ำ
(ข้อสอบคัดเลือก ม.4 ศูนย์เตรียม 31 ส.ค. 2555)
ตอบ \(\rm \dfrac{m}{\rho A}\)
4. หลอดรูปตัวยูขนาดใหญ่ปลายเปิดฐานยาว l ใส่น้ำและตรึงติดรถที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง a ระดับน้ำในแขนซ้ายของหลอดจะสูงกว่าในแขนขวาอยู่เท่าใด
(ข้อสอบคัดเลือก ม.5 ศูนย์เตรียม 3 ก.ย. 2549)
ตอบ \(\dfrac{l\text{A}}{\text{g}}\)
5. ความดันเลือดสูงสุดของคน ๆ หนึ่งเมื่อวัดด้วยเครื่องมือที่ใช้ความสูงของปรอทวัด พบว่าลำปรอทสูง 120 มิลลิเมตร ถ้าเปลี่ยนไปใช้น้ำแทนปรอท น้ำจะขึ้นไปสูงเท่าใด กำหนดว่าความหนาแน่นของปรอทและน้ำมีค่า 13600 kg/m3 และ 1000 kg/m3 ตามลำดับ
(ข้อสอบคัดเลือก ม.4 ศูนย์เตรียม 28 ส.ค. 2548)
ตอบ \(\rm h_w = 1.632~ m\)
6. ท่อพื้นที่ภาคตัดขวาง A พ่นลำน้ำสวยงามขึ้นในแนวดิ่ง กระทบลูกบอลใหญ่มวล m ทำให้ลอยอยู่ในสมดุลที่ความสูง h จากปากท่อโดยที่น้ำลอยอยู่ในสมดุลที่ความสูง h จากปากท่อโดยที่น้ำที่กระทบลูกบอลแผ่ออกจากใต้บอลตั้งฉากกับแนวเดิม จะต้องเพิ่มความเร็วต้นของลำน้ำเป็นกี่เท่าค่าเดิมจึงจะทำให้ลูกบอลเลื่อนสูงขึ้นจากปากท่อเป็น 2h
(ข้อสอบปลายค่าย 1 ม.5 ศูนย์เตรียม 24 ต.ค. 2553)
ตอบ \(\rm\sqrt{\dfrac{2+\sqrt{4+\left(\dfrac{m}{\rho Ah}\right)^2}}{1+\sqrt{1+\left(\dfrac{m}{\rho Ah}\right)^2}}}\) เท่าจากเดิม
7. ในรูปซ้ายมือ ท่อใหญ่มีพื้นที่ตัดขวางเป็น 2 เท่าของท่อเล็กหลอดรูปตัวยูบรรจุของเหลว ที่มีความหนาแน่น ρ2 ของไหล (คนละชนิดกับในหลอดตัวยู) ในท่อมีความหนาแน่น ρความเร็วของมันในท่อใหญ่เป็น v ค่าผลต่าง h ของระดับของเหลวในหลอดตัวยูเป็นเท่าใดให้ตอบในรูปของ ρ1, ρ2, g และ v
(ข้อสอบปลายค่าย 1 ศูนย์เตรียม 28 ต.ค. 2543)
ตอบ \(\rm h=\dfrac{3}{2}\dfrac{\rho_1v^2_1}{\rho_2g}\)
8. จงประมาณกำลัง (พลังงานที่ใช้ต่อเวลา) ที่จำเป็นซึ่งจะทำให้เฮลิคอปเตอร์ มวล 500 kg ที่มีใบพัดยาว 2.5 m ลอยนิ่งอยู่ในอากาศได ้ให้ใช้ความหนาแน่นอากาศ = 1.29 kg/m3
แนะ: เฮลิคอปเตอร์ใช้กำลังในการเป่าอากาศใต้ปีกลงมา และให้สมมติว่าใบพัดเป่าอากาศซึ่งเดิมอยู่นิ่งให้เคลื่อนที่ลงมาด้วยอัตราเร็วคงที่เท่ากันหมด
(ข้อสอบปลายค่าย 1 ศูนย์เตรียม 28 ต.ค. 2543)
ตอบ \(\rm 34 × 10^3 ~W\)
9. ภาชนะพื้นที่ตัดขวางสม่ำเสมอ A มีน้ำความหนาแน่น ρw บรรจุอยู่ภายใน มีวัตถุรูปลูกบาศก์ด้านยาวด้านละ d ความหนาแน่น ρ(< ρw) จมอยู่ใต้น้ำ โดยมีเชือกผูกติดกับก้นภาชนะดึงไว้ ถ้าเชือกขาดและวัตถุลูกบาศก์ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำโดยมีหน้าลูกบาศก์ขนานกับผิวน้ำในแนวระดับ จงหาว่าระดับน้ำในภาชนะลดลงหรือเพิ่มขึ้น เท่าใดจากตอนที่เชือกยังไม่ขาด
(ข้อสอบคัดเลือก ม.4 ศูนย์เตรียม 2 ก.ย. 2550)
ตอบ \(\rm \dfrac{d^3}{A-d^2}(1-\dfrac{\rho}{\rho_w})\)