Bình hình trụ tròn bán kính R, chiều cao H, chứa chất lỏng đến 1/2 chiều cao H. Vận tốc góc để chất lỏng chưa trào ra khỏi bình khi bình quay quanh trục đối xứng.
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Để chất lỏng không trào ra khỏi bình, độ cao parabol chất lỏng tạo ra khi bình quay không được vượt quá chiều cao của phần không gian trống phía trên mặt chất lỏng ban đầu.
Phương trình mặt thoáng của chất lỏng trong hệ quy chiếu quay là:
z = (ω^2 * r^2) / (2g) + const
Tại tâm bình (r = 0), z = 0 (chọn gốc tọa độ tại đáy bình).
Do chất lỏng ban đầu chiếm một nửa chiều cao bình (H/2), nên phần không gian trống phía trên cũng có chiều cao H/2.
Khi bình quay, mặt chất lỏng sẽ dâng lên ở thành bình và hạ xuống ở tâm. Độ cao dâng lên ở thành bình (r = R) so với độ cao ở tâm là:
Δz = (ω^2 * R^2) / (2g)
Để chất lỏng không trào ra, độ dâng lên này phải nhỏ hơn hoặc bằng H/2:
(ω^2 * R^2) / (2g) ≤ H/2
ω^2 ≤ (gH) / R^2
ω ≤ √(gH / R)
Vậy đáp án đúng là C.