细水长流简解 |
送交者: 西线晨雾 2006年02月10日20:28:44 于 [灵机一动] 发送悄悄话 |
有一半球形的锅,半径为R,盛满清水。锅底有个很小的圆孔,面积为A。 解: 设水面半径为 r ,水面高度为h, 水面为点1,锅底圆孔为点2。 (R-h)^2+r^2=R^2 (1) 把水看成理想液体,有柏努力方程: 0.5v1^2+gh = 0.5v2^2 (2) v1 is 水面速度,v2是锅底水的流速。 由(1)得出 r^2 = 2Rh-h^2 (2Rh-h^2)pi*v1 = A*v2 代入(2)有 v1^2 = 2A^2gh/(pi^2(2Rh-h^2)^2-A^2) 考虑到A很小,上式简化为 v1 = A*sqrt(2gh)/[(2Rh-h^2)pi] dh/dt = -A*sqrt(2gh)/[(2Rh-h^2)pi] dt = -[1/(A*sqrt(2g))]pi(2Rh^0.5-h^1.5)dh t = [pi/(A*sqrt(2g))](4/3-2/5)R^2.5 |
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