Σταθεροποίηση στάθμης και βεληνεκούς με δύο τρόπους. Ένα ακόμη θέμα Β στα ρευστά

Το κυλινδρικό δοχείο του σχήματος περιέχει νερό, του οποίου η ελεύθερη επιφάνεια φτάνει σε ύψος  Η₀ από τη βάση του.  Ανοίγουμε μια τρύπα εμβαδού α m² σε ύψος h < H₀/2 και το νερό αρχίζει να εκτινάσσεται από αυτήν με αρχική οριζόντια ταχύτητα πέφτοντας τελικά στο έδαφος. Ταυτόχρονα, ανοίγουμε μια βρύση και αρχίζουμε να παρέχουμε νερό στο δοχείο με σταθερή παροχή Π_β = α√2gh  m³/s.
 Ι. Η  στάθμη του νερού στο δοχείο:

α. Παραμένει στο ύψος Η₀.

β. Αρχίζει να πέφτει και κάποια στιγμή σταθεροποιείται σε ύψος 2h.

γ. Αρχίζει να πέφτει και κάποια στιγμή σταθεροποιείται στο ύψος h.

ΙΙ. Το βεληνεκές της φλέβας:

α. Διατηρείται σταθερό και ίσο με Η₀.

β. Ελαττώνεται και κάποια στιγμή σταθεροποιείται στην τιμή 2h.

γ. Ελαττώνεται και κάποια στιγμή σταθεροποιείται στην τιμή h.

Η αντίσταση του αέρα στην κίνηση της φλέβας είναι αμελητέα. Το νερό να θεωρηθεί ιδανικό ρευστό.

Ερώτηση: Τι θα συνέβαινε αν το δοχείο αρχικά ήταν άδειο και η τρύπα και η βρύση ανοικτές;

Απαντήσεις: