题目
用科氏力质量流量计测流量,流动的液体在振动的测量管内产生科氏力。测量管进出侧所受的科氏力方向( )A. 相同B. 相反C. 互相垂直D. 难以确定
用科氏力质量流量计测流量,流动的液体在振动的测量管内产生科氏力。测量管进出侧所受的科氏力方向( )
A. 相同
B. 相反
C. 互相垂直
D. 难以确定
题目解答
答案
B. 相反
解析
本题考查科氏力质量流量计的工作原理以及科氏力方向的判断。解题思路是先明确科氏力的计算公式,再分析测量管进出侧流体的运动情况,最后根据公式判断科氏力的方向。
1. 明确科氏力公式
科氏力的计算公式为$\vec{F}_c = -2m(\vec{\omega}\times\vec{v})$,其中$\vec{F}_c$是科氏力,$m$是流体的质量,$\vec{\omega}$是测量管的振动角速度矢量,$\vec{v}$是流体的流速矢量。
2. 分析测量管进出侧流体的运动情况
在科氏力质量流量计中,测量管做振动运动,具有一定的振动角速度$\vec{\omega}$。流体从测量管的一侧流入,从另一侧流出,流入侧和流出侧的流体流速方向相反。设流入侧流体流速为$\vec{v}_1$,流出侧流体流速为$\vec{v}_2$,则$\vec{v}_2=-\vec{v}_1$。
3. 分别计算进出侧的科氏力
- 流入侧的科氏力$\vec{F}_{c1} = -2m(\vec{\omega}\times\vec{v}_1)$。
- 流出侧的科氏力$\vec{F}_{c2} = -2m(\vec{\omega}\times\vec{v}_2)= -2m[\vec{\omega}\times(-\vec{v}_1)] = 2m(\vec{\omega}\times\vec{v}_1)$。
4. 比较进出侧科氏力的方向
由上述计算可知$\vec{F}_{c2}=-\vec{F}_{c1}$,这表明测量管进出侧所受的科氏力方向相反。