Πλημμύρισε η αποχέτευση

Στο σχήμα φαίνεται ένα απλοποιημένο σύστημα συλλογής όμβριων υδάτων, σε μια κατοικία. Το νερό της βροχής κυλώντας από τη στέγη εισέρχεται στις κατακόρυφες υδρορροές (μια φαίνεται στο σχήμα) και φτάνει στον οριζόντιο σωλήνα Μ, κάτω από το υπόγειο. Στη συνέχεια διοχετεύεται σε σωλήνα εξόδου Ε που βγάζει το νερό στο δρόμο. Το ύψος της κατακόρυφης υδρορροής είναι h₁=11m, το σιφόνι Σ που υπάρχει στο υπόγειο έχει ύψος h₂=1,2m και ο οριζόντιος σωλήνας Μ έχει ακτίνα r=3cm. Κάποια στιγμή ρίχνει «καρέκλες» και ο ιδιοκτήτης βλέπει το νερό να έχει φτάσει στο ανώτερο σημείο του σιφονιού έτοιμο να ξεχειλίσει. Η πλαϊνή πλευρά του σπιτιού έχει πλάτος d=30m, ενώ η πρόσοψη έχει πλάτος L=60m. Η αρχική ταχύτητα του νερού στην είσοδό του στην κατακόρυφη υδρορροή είναι σχεδόν μηδενική και η ταχύτητα του ανέμου αμελητέα (η βροχή πέφτει κατακόρυφα).
α) Ποιος θα μπορούσε να είναι ο λόγος που το νερό ανέβηκε στο σιφόνι; Τι συμπεραίνετε για τη διατομή του σωλήνα εξόδου Ε; Θα είναι μεγαλύτερη, μικρότερη ή ίση με τη διατομή του σωλήνα Μ;
β) Ποια ταχύτητα έχει το νερό στο σωλήνα Μ;
γ) Με ποια ταχύτητα σε cm/h πέφτει η βροχή στη στέγη;
Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση(pdf)

Απάντηση(word)