A1. 1 Выражение для силы давления, действующей на выбранный участок жидкости. | 0.10 |
|
A1. 2 Выражение для силы вязкости, действующей на выбранный участок жидкости. | 0.10 |
|
A1. 3
Уравнение на $v(x)$:
$$\eta \frac{d^2 v}{dx^2}= -\frac{\Delta P}{L}. $$ |
0.10 |
|
A1. 4 Решение $v(x) = \frac{\Delta P}{2 \eta L} \left( \frac{d^2}{4} -x^2\right)$. | 0.20 |
|
A1. 5 Граничное условие $v(\pm d/2) = 0$. | 0.10 |
|
A1. 6
Средняя скорость $
\langle v \rangle = \frac{\Delta P d^2}{12 \eta L}. $ |
0.30 |
|
A1. 7
Поток $
q = \frac{d^3 w}{12 \eta L} \Delta P. $ |
0.10 |
|
A2. 2 Уравнение на скорость $\frac{dv}{d\rho} =- \rho \frac{\Delta P}{2 \eta L}$. | 0.20 |
|
A2. 3
Решение уравнения
$v(\rho) = \frac{\Delta P}{4 \eta L} (r^2 - \rho^2)$. |
0.30 |
|
A2. 4
Поток $
q = \int_0^r 2\pi \rho d\rho\, v(\rho) = \frac{\pi r^4 \Delta P}{8 \eta L} $. |
0.30 |
|
A3. 1 Значение $R_s =\frac{12 \eta L}{d^3w} $. | 0.10 |
|
A3. 2 Значение $R_t = \frac{8 \eta L}{\pi r^4} $. | 0.10 |
|
A4. 1 M1 Идея вычисления мощности через работу сил давления. | 0.30 |
|
A4. 2 M1 $W = - q \Delta P$. | 0.20 |
|
A4. 3 M1 Ответ $W =-\Delta P^2/R= - \frac{\pi r^4}{8 \eta L}\Delta P^2$ . | 0.20 |
|
A4. 4
M2
Объемная плотность мощности сил вязкого трения
$W = - dV\eta (dv(\rho)/d\rho)^2$. |
0.30 |
|
A4. 5 M2 Интеграл для мощности $W = -L \int_0^r 2\pi \rho d\rho \eta (dv(\rho)/d\rho)^2$. | 0.20 |
|
A4. 6 M2 Ответ $W =-\Delta P^2/R= - \frac{\pi r^4}{8 \eta L}\Delta P^2$ . | 0.20 |
|
B1. 1
Выражение для $
q_1 = \langle v_1 \rangle d w_1$ |
0.10 |
|
B1. 2
Выражение для $
q_2 = \langle v_2 \rangle d(w- w_1)$ |
0.10 |
|
B1. 3
Ответ $
\frac{w_1}{w}=1/(1+ q_2 \langle v_1 \rangle/q_1\langle v_2 \rangle)$. |
0.20 |
|
B2. 1
Отношение средних скоростей $
\langle v_1 \rangle/\langle v_2 \rangle = \eta_2/\eta_1 $. |
0.20 |
|
B2. 2
Ответ $
w_1/w=1/(1+ q_2 \eta_2/q_1\eta_1)$. |
0.20 |
|
B3. 1 Отношение сопротивлений реостатов $R_1/R_2 = \eta_1/\eta_2$. | 0.10 |
|
B3. 2
Ответ $
q_1/q_2 =\rho_1 h_1 \eta_2/\rho_2 h_2 \eta_1 $. |
0.20 |
|
B4. 1
Ответ $
w_1/w = 1/(1+ \rho_2 h_2/ \rho_1 h_1) $ |
0.30 |
|
C1. 1 Дополнительная разность давлений $\Delta P = \rho g L$. | 0.20 |
|
C1. 2
Ответ $
\langle v \rangle =\frac{ d^2}{12 \eta } \left(\frac{\Delta P}{L}+ \rho g\right) $. |
0.20 |
|
C2. 1 Записаны выражения для скоростей жидкостей 1 и 2. | 0.20 |
|
C2. 2 Исключена разность давлений. | 0.30 |
|
C2. 3
Ответ $$
\frac{\langle v_1 \rangle}{\langle v_2 \rangle} = \frac{\eta_2}{\eta_1} \left( 1+\frac{g d^2}{12 \eta_2 \langle v_2 \rangle} (\rho_1-\rho_2)\right). $$ |
0.30 |
|
C3. 1 Отношение для скоростей подставлено в формулу для отношения потоков. | 0.20 |
|
C3. 2 $\langle v_2 \rangle$ исключено с помощью $q_2$. | 0.20 |
|
C3. 3 Плотности жидкостей исключены с помощью $\beta$. | 0.30 |
|
C3. 4
Ответ $$
\frac{w}{w_1} = 1+ \alpha \left( 1+ \beta \left(1- \frac{w_1}{w} \right)\right). $$ |
0.30 |
|
C4. 1
Верно решено уравнение
$$ \frac{w_1}{w} = \frac{1}{2 \alpha \beta} \left( 1 + \alpha + \alpha \beta -\sqrt{(1 + \alpha + \alpha \beta)^2-4 \alpha \beta}\right). $$ |
0.40 |
|
C4. 2 Выбран правильный корень. | 0.20 |
|
D1. 1
Ответ $q_G = 1.48\cdot 10^{-8} м^3/c.
$ |
0.30 |
|
D1. 2
Ответ $
R = 3.97 \cdot 10^{12}~ Па\cdot с/м^3$. |
0.30 |
|
D2. 1
Значения$
w_1/w =0.190;\, 0.346; 0.563. $ |
3 × 0.10 |
|
D3. 1
$
\frac{w_1}{w} =0.365;\, 0.535; 0.697. $ |
3 × 0.10 |
|
D4. 1
$
\frac{w_1}{w} =0.666;\, 0.715; 0.775. $ |
3 × 0.10 |
|
D5. 1 За каждый из трех графиков (если они разумно выглядят, в частности кривая должна монотонно убывать). | 3 × 0.20 |
|
D5. 2 Линии на графике расположены в правильном порядке. | 0.20 |
|
D6. 1 Вытекающий поток $q_2 = \rho_2 g h_2/R$. | 0.20 |
|
D6. 2 Скорость уменьшения уровня жидкости $\pi r_r^2 dh/dt= -q_2$. | 0.20 |
|
D6. 3
Оценка времени $
\Delta t \approx \frac{\pi r_r^2 \delta h_2 R}{\rho_2 g h_2}. $ |
0.20 |
|
D6. 4
Ответ $
\Delta t \approx 10^5 ~с. $ |
0.20 |
|