Η δύναμη στο έμβολο σε μια μόνιμη ροή.

Διαθέτουμε μια σύριγγα η οποία περιέχει νερό και κλείνεται με αβαρές έμβολο εμβαδού Α, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές.

Με οριζόντια την σύριγγα, ασκώντας μια δύναμη F  στο έμβολο, αποκαθίσταται μια μόνιμη ροή (εκδοχή Α) και το νερό εξέρχεται από το δεξιό άκρο με σταθερή ταχύτητα υ, δημιουργώντας φλέβα διατομής ίσης με Α₁.

i) Η δύναμη F, με την οποία σπρώχνεται το έμβολο στη διάρκεια της μόνιμης ροής:

 α)  είναι σταθερή  β) αυξάνεται με το χρόνο,  γ) μειώνεται με το χρόνο.

ii) Το μέτρο της δύναμης, εξαρτάται από την ταχύτητα εκροής υ, με την σχέση:

α) F=λυ,    β) F= λυ²,    γ) F= λυ²+ μ

όπου λ και μ σταθερές.

iii)  Επαναλαμβάνουμε το παραπάνω πείραμα σε δυο εναλλακτικές εκδοχές (Β) και (Γ)  με κατακόρυφη τη σύριγγα. Στην (Β) με το άνοιγμα πάνω, στην (Γ) με το άνοιγμα κάτω. Η απαραίτητη δύναμη F, που πρέπει να ασκηθεί στο έμβολο, για την μόνιμη εκροή με ταχύτητα υ, είναι:

 α) μεγαλύτερη στην Β περίπτωση,  

 β) μεγαλύτερη στην  Γ περίπτωση, 

 γ) ίδια και στις  δυο περιπτώσεις και ίσου μέτρου με τη δύναμη με την περίπτωση που η σύριγγα είναι οριζόντια.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας, θεωρώντας το νερό ιδανικό ρευστό.

Απάντηση:

 ή

	Η δύναμη στο έμβολο σε μια μόνιμη  ροή.