AKhui :
Sau một trận mưa lớn kéo dài tại khu vực thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, khuôn viên Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh xuất hiện tình trạng ngập nước. Để đánh giá khả năng thoát nước của hệ thống cống trong trường, một nhóm học sinh tiến hành khảo sát dòng nước chảy từ sân trường vào một cửa cống thoát nước.
Tại thời điểm khảo sát, phần sân có diện tích 12 000 m² bị phủ bởi một lớp nước có độ sâu trung bình 18 cm. Nước từ sân được tập trung vào một mương thoát nước có chiều rộng 1,2 m. Tại vị trí cửa cống, dòng nước có chiều rộng 0,80 m và độ sâu trung bình 0,45 m.
Nhóm học sinh đánh dấu hai vị trí A và B trên mương, cách nhau 25 m. Một vật nổi nhỏ được thả tại A và mất 20 s để trôi đến B. Giả sử vận tốc chuyển động của vật nổi bằng vận tốc trung bình của dòng nước.
Coi nước là chất lỏng không nén được, có khối lượng riêng ρ = 1000 kg/m³. Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s². Bỏ qua ma sát giữa nước với thành mương và các tổn thất năng lượng khác. Coi dòng nước chảy ổn định và tiết diện dòng nước tại cửa cống không đổi trong thời gian khảo sát.
Tại cửa cống, dòng nước chảy vuông góc vào một tấm chắn phẳng đặt cố định. Khi va vào tấm chắn, nước gần như dừng lại theo phương chuyển động ban đầu. Chiều rộng của tấm chắn bằng chiều rộng cửa cống.
Hãy xác định:
a) Vận tốc trung bình của dòng nước tại cửa cống.
b) Lưu lượng thể tích của dòng nước qua cửa cống.
c) Khối lượng nước chảy qua cửa cống trong mỗi giây.
d) Độ lớn lực trung bình do dòng nước tác dụng lên tấm chắn.
e) Nếu toàn bộ lượng nước đang tồn đọng trên phần sân nói trên đều chảy qua cửa cống với lưu lượng không đổi như đã tính, cần bao nhiêu thời gian để thoát hết nước?
f) Trong thực tế, lực tác dụng lên tấm chắn có thể khác kết quả tính toán. Hãy nêu ít nhất hai nguyên nhân khiến kết quả thực tế khác với mô hình lý tưởng trên.
2026-09-25 13:27:33