يتم استخدام خرطوم نصف قطره 1.0 سم مع فوهة خروج نصف قطرها 0.50 سم لملء كوب سعة 1000 مل بالزيت (1000 مل = 0.0010 م3). سرعة الزيت في الخرطوم هي v = 0.40 m/s كما هو موضح في الشكل. تبلغ كثافة الزيت 960 كجم/م3، والضغط الجوي 1.01 × 105 باسكال.

(أ) الفوهة المتصلة بنهاية الخرطوم لها نصف قطر أصغر من الخرطوم. إذا تمت إزالة الفوهة من الخرطوم، فهل سيمتلئ الدورق بشكل أسرع؟ علل إجابتك بقوانين الحفظ.

(ب) احسب سرعة خروج الزيت من الفوهة.

(ج) ما الوقت اللازم لملء الكأس؟

(د) تظهر النقطة (أ) في الشكل. كيف يمكن مقارنة الضغط في السائل عند النقطة (أ) بالضغط في السائل عند فوهة الخروج؟ تبرير مطالبتك.

(هـ) يُستخدم الخرطوم الآن لملء أسطوانة مدرجة سعة 200 مل بالزيت إلى نفس ارتفاع ارتفاع الزيت في الدورق سعة 1000 مل. قارن بين القوة المحصلة الناتجة عن الزيت الموجود في قاع الأسطوانة سعة 200 مل والكأس سعة 1000 مل. اشرح إجابتك.

(و) تم إنزال مكعب من الرصاص طول ضلعه 5.0cm ببطء في كوب الزيت بواسطة خيط رفيع متصل بميزان نابض بمعدل ثابت، كما هو موضح في الشكل. كثافة الرصاص 11300 كجم/م3.

أنا. ما قراءة الميزان الزنبركي بالنيوتن عند غمر الرصاص في الموقع 2؟

ثانيا. هل تزيد قراءة الميزان الزنبركي أم تقل أم تظل كما هي عندما يتم إنزال المكعب من الموقع 2 إلى الموقع 3؟ برر إجابتك بالإشارة إلى ضغط السائل على مكعب الرصاص.

ثالثا. يتم إنزال مكعب الرصاص من فوق سطح الزيت (الموقع 1) إلى مكان أسفل السطح مباشرةً (الموقع 2) حتى يصبح المكعب أعلى قاع الدورق مباشرةً (الموقع 3). صف أي تغيرات في الضغط على قاع الدورق أثناء هذه العملية. اشرح إجابتك.