XI-Physics CH-5
Solids and Fluid Dynamics
| TOPIC 1Classification of Solids | ||||||||||||||||
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SQ 5.1.1
What is a crystalline solid? |
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SQ 5.1.2
Which techniques are used to study the arrangement in crystalline solids? |
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SQ 5.1.3
Are the atoms in a crystalline solid static? |
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SQ 5.1.4
What maintains the long-range order in a crystalline solid? |
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SQ 5.1.5
Why does a crystalline solid melt suddenly? |
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SQ 5.1.6
Give examples of crystalline solids. |
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SQ 5.1.7
What does the word amorphous mean? |
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SQ 5.1.8
Why are amorphous solids described as liquids with frozen structure? |
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SQ 5.1.9
Why are amorphous solids also called glassy solids? |
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SQ 5.1.10
Do amorphous solids have a definite melting point? Give examples. |
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SQ 5.1.11
What are polymeric solids? |
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SQ 5.1.12
How are polymers formed? |
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SQ 5.1.13
What is the advantage of polymers over metals? |
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SQ 5.1.14
Of what are polymers chemically composed? |
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SQ 5.1.15
Give examples of polymers. |
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SQ 5.1.16
Differentiate between crystalline and amorphous solids. |
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| TOPIC 2Mechanical Properties of Solids | ||||||||||||||||
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SQ 5.2.1
What is deformation? |
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SQ 5.2.2
Explain deformation using a rubber ball. |
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SQ 5.2.3
Explain deformation using a rubber string. |
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SQ 5.2.4
How are atoms held in crystalline solids? |
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SQ 5.2.5
When is a body said to be in a state of stress? |
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SQ 5.2.6
Define elasticity. |
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| TOPIC 3Stress, Strain and Young’s Modulus | ||||||||||||||||
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SQ 5.3.1
Define stress and write its formula. |
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SQ 5.3.2
Write the SI unit of stress. |
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SQ 5.3.3
Name the three kinds of stress. |
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SQ 5.3.4
Define strain. |
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SQ 5.3.5
Write the formula for longitudinal strain. |
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SQ 5.3.6
Why does strain have no units? |
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SQ 5.3.7
Differentiate between tensile strain and compressive strain. |
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SQ 5.3.8
Define volumetric strain and write its formula. |
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SQ 5.3.9
Define shear strain and write its formula. |
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SQ 5.3.10
Why is shear strain equal to θ for small angles? |
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SQ 5.3.11
Define Young’s modulus and write its formula. |
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SQ 5.3.12
Write the SI unit of Young’s modulus. |
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SQ 5.3.13
Who developed the concept of Young’s modulus? |
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SQ 5.3.14
Differentiate between stress, strain and Young’s modulus. |
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SQ 5.3.15
A steel wire 12 mm in diameter is pulled with a force of 10000 N. Find the tensile stress. |
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SQ 5.3.16
For a stress of 88.46 × 10⁶ N m⁻² and Y = 200 × 10⁹ N m⁻², find the strain. |
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SQ 5.3.17
A wire of length 11 m has a strain of 4.4 × 10⁻⁴. Find its extension. |
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| TOPIC 4Determination of Young’s Modulus of a Wire | ||||||||||||||||
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SQ 5.4.1
By which method is Young’s modulus of a wire found experimentally? |
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SQ 5.4.2
Describe the construction of Searle’s apparatus. |
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SQ 5.4.3
Why is a constant weight hung on the reference wire? |
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SQ 5.4.4
How is the initial length and diameter of the wire measured in Searle’s method? |
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SQ 5.4.5
How is the reference reading obtained in Searle’s method? |
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SQ 5.4.6
How is the extension of the test wire obtained? |
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SQ 5.4.7
Write the formulas used to calculate stress and strain in Searle’s method. |
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SQ 5.4.8
How is Young’s modulus finally obtained from the readings? |
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| TOPIC 5Elastic Deformation, Plastic Deformation and Elastic Limit | ||||||||||||||||
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SQ 5.5.1
How is a stress-strain curve obtained? |
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SQ 5.5.2
Define proportional limit. |
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SQ 5.5.3
Which law is obeyed in the region OA of the stress-strain curve? |
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SQ 5.5.4
What happens between points A and B of the stress-strain curve? |
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SQ 5.5.5
Define elastic limit. |
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SQ 5.5.6
Define plasticity. |
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SQ 5.5.7
Define ultimate tensile strength. |
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SQ 5.5.8
What happens once the point of ultimate tensile strength is crossed? |
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SQ 5.5.9
What are ductile substances? Give examples. |
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SQ 5.5.10
What are brittle substances? Give examples. |
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SQ 5.5.11
Differentiate between elastic and plastic deformation. |
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| TOPIC 6Strain Energy in Deformed Materials | ||||||||||||||||
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SQ 5.6.1
What is strain energy? |
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SQ 5.6.2
To what is the strain energy of a body equal? |
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SQ 5.6.3
Why is the average stretching force taken as half of F? |
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SQ 5.6.4
Derive the expression for energy stored in a stretched spring. |
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SQ 5.6.5
Write the strain energy stored in a deformed body. |
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SQ 5.6.6
What does the area under a force-extension graph represent? |
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SQ 5.6.7
A spring with spring constant 200 N m⁻¹ is stretched by 0.1 m. Find the energy stored. |
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| TOPIC 7Archimedes’ Principle and Floatation | ||||||||||||||||
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SQ 5.7.1
What everyday observations suggest an upward force in a liquid? |
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SQ 5.7.2
What did Archimedes notice? |
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SQ 5.7.3
What is upthrust? |
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SQ 5.7.4
State Archimedes’ principle. |
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SQ 5.7.5
Derive the expression for upthrust on an immersed cylinder. |
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SQ 5.7.6
What does the expression F = ρgV represent physically? |
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SQ 5.7.7
When does an object sink and when does it float? |
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SQ 5.7.8
State the principle of floatation. |
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SQ 5.7.9
To what is the upthrust on a floating object equal? |
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SQ 5.7.10
Is Archimedes’ principle applicable to gases? |
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SQ 5.7.11
Why does a hot-air balloon rise? |
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SQ 5.7.12
Why does a wooden block float on water? |
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SQ 5.7.13
How are ships and boats designed? |
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SQ 5.7.14
How does a submarine float and dive? |
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SQ 5.7.15
A wooden cube of side 10 cm is fully dipped in water. Find the upthrust. |
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SQ 5.7.16
A balloon holds 10 m³ of hydrogen. Find the upthrust of air of density 1.3 kg m⁻³. |
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SQ 5.7.17
Find the weight of 10 m³ of hydrogen of density 0.09 kg m⁻³. |
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SQ 5.7.18
An 80 N balloon holds hydrogen weighing 8.82 N with an upthrust of 127.4 N. Find the maximum load it can lift. |
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| TOPIC 8Steady, Non-Viscous and Ideal Fluid | ||||||||||||||||
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SQ 5.8.1
In how many ways can the flow of a fluid take place? |
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SQ 5.8.2
Define streamline or laminar flow. |
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SQ 5.8.3
What is a streamline? |
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SQ 5.8.4
Why can two streamlines not cross each other? |
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SQ 5.8.5
Define turbulent flow. |
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SQ 5.8.6
What happens to the particles in turbulent flow? |
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SQ 5.8.7
Differentiate between streamline and turbulent flow. |
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SQ 5.8.8
Write the three conditions satisfied by an ideal fluid. |
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SQ 5.8.9
Define the rate of flow of a fluid. |
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SQ 5.8.10
Derive the formula for the rate of flow. |
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SQ 5.8.11
Write the units of rate of flow. |
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SQ 5.8.12
Define steady flow. |
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| TOPIC 9Equation of Continuity | ||||||||||||||||
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SQ 5.9.1
State the equation of continuity. |
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SQ 5.9.2
Derive the equation of continuity. |
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SQ 5.9.3
Write the equation of continuity for an incompressible fluid. |
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SQ 5.9.4
What does the equation of continuity state about the rate of flow? |
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SQ 5.9.5
Which conservation law does the equation of continuity justify? |
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SQ 5.9.6
Give three applications of the equation of continuity. |
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SQ 5.9.7
A hose of internal diameter 20 mm discharges 30 kg of water in 60 s. Find its cross-sectional area. |
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SQ 5.9.8
Find the speed of water at the outlet of a hose of area 3.14 × 10⁻⁴ m² discharging 0.5 kg s⁻¹. |
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| TOPIC 10Increase in Flow Velocity | ||||||||||||||||
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SQ 5.10.1
How can the flow velocity of water in a rubber pipe be increased? |
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SQ 5.10.2
Why does squeezing a rubber pipe increase the flow velocity? |
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SQ 5.10.3
How is the flow rate related to the cross-sectional area of a pipe? |
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SQ 5.10.4
Why does the water speed increase as the cross-sectional area decreases? |
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| TOPIC 11Bernoulli’s Equation | ||||||||||||||||
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SQ 5.11.1
State Bernoulli’s equation. |
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SQ 5.11.2
What assumptions are made in deriving Bernoulli’s equation? |
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SQ 5.11.3
Why does the pressure change along a pipe of varying cross-section? |
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SQ 5.11.4
Write the work done on the fluid at the upper and lower ends of the pipe. |
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SQ 5.11.5
Write the net work done on the fluid in terms of pressure and volume. |
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SQ 5.11.6
How is the net work done on the fluid utilized? |
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SQ 5.11.7
Write the change in kinetic energy and potential energy of the flowing fluid. |
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SQ 5.11.8
Write Bernoulli’s equation for two points of a pipe. |
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SQ 5.11.9
Which conservation law is applied in deriving Bernoulli’s equation? |
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| TOPIC 12Uses of Bernoulli’s Equation | ||||||||||||||||
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SQ 5.12.1
On what do devices using Bernoulli’s equation operate? |
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SQ 5.12.2
How is the lift of an aeroplane produced? |
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SQ 5.12.3
Why are the wings of an aeroplane rounded outward on the upper side? |
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SQ 5.12.4
Explain the swing of a ball using Bernoulli’s equation. |
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SQ 5.12.5
How does a filter pump work? |
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SQ 5.12.6
How does the carburetor of a car engine work? |
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SQ 5.12.7
How does a paint sprayer work? |
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SQ 5.12.8
Why is average potential energy taken as the same in the Venturi relation? |
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SQ 5.12.9
Derive the Venturi relation. |
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SQ 5.12.10
What is a Venturi meter used for? |
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SQ 5.12.11
State Torricelli’s theorem. |
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SQ 5.12.12
Derive Torricelli’s theorem. |
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SQ 5.12.13
What happens to the potential energy of the tank in Torricelli’s theorem? |
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SQ 5.12.14
What would happen if the orifice were pointed upward? |
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SQ 5.12.15
Why is standing near a fast moving train dangerous? |
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SQ 5.12.16
Why does the pressure of a fluid decrease when its speed increases? |
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| TOPIC 13Viscous Drag and Stokes’ Law | ||||||||||||||||
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SQ 5.13.1
Define viscosity. |
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SQ 5.13.2
Which substances have large and small coefficients of viscosity? |
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SQ 5.13.3
Why is a force required to move an object through a fluid? |
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SQ 5.13.4
Give an everyday example of the viscosity of air. |
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SQ 5.13.5
What is a drag force? |
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SQ 5.13.6
State Stokes’ law. |
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SQ 5.13.7
Is the drag force always proportional to speed? |
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SQ 5.13.8
Write the viscosities of air and water at 30 °C. |
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| TOPIC 14Terminal Velocity | ||||||||||||||||
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SQ 5.14.1
Why does a falling water droplet stop accelerating? |
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SQ 5.14.2
Write the expression for the net force on a falling droplet. |
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SQ 5.14.3
Define terminal velocity. |
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SQ 5.14.4
Derive the expression for terminal velocity. |
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SQ 5.14.5
On what factors does terminal velocity depend? |
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SQ 5.14.6
Calculate the terminal velocity of a water droplet of radius 0.010 cm in air. |
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| TOPIC 15Real Fluids are Viscous Fluids | ||||||||||||||||
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SQ 5.15.1
Define an ideal fluid. |
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SQ 5.15.2
Define a real fluid and give examples. |
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SQ 5.15.3
Why can no example of an ideal fluid be given? |
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SQ 5.15.4
What does viscosity essentially refer to? |
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SQ 5.15.5
Differentiate between ideal and real fluids. |
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SQ 5.15.6
Is honey more viscous than water? |
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| TOPIC 16Superfluids | ||||||||||||||||
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SQ 5.16.1
Define superfluidity. |
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SQ 5.16.2
What are the special flow properties of superfluids? |
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SQ 5.16.3
At what temperature is superfluidity achieved? |
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SQ 5.16.4
What is a vortex in fluid dynamics? |
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SQ 5.16.5
How are vortices created and dispersed? |
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SQ 5.16.6
At what temperature does helium-4 become a superfluid? |
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SQ 5.16.7
Why does superfluid helium-4 keep moving past obstacles? |
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SQ 5.16.8
Why can superfluids climb up the walls of a container? |
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SQ 5.16.9
Give the current applications of superfluids. |
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SQ 5.16.10
Give the uses of liquid helium. |
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