પ્રવાહી શા માટે વહી શકે છે?

બે સમાન નળાકાર પાત્રો જમીન પર રાખેલા છે અને દરેક પાત્રમાં $d$ ઘનતા ધરાવતું સમાન પ્રવાહી ભરેલું છે. બંને પાત્રોના પાયાનું ક્ષેત્રફળ $S$ છે,પરંતુ એક પાત્રમાં પ્રવાહીની ઊંચાઈ $x_{1}$ અને બીજા પાત્રમાં $x_{2}$ છે. જ્યારે બંને નળાકારોને તળિયેથી ખૂબ નજીક નગણ્ય કદની પાઇપ દ્વારા જોડવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રવાહી એક પાત્રમાંથી બીજા પાત્રમાં વહે છે જ્યાં સુધી તે નવી ઊંચાઈએ સંતુલન પ્રાપ્ત ન કરે. આ પ્રક્રિયામાં તંત્રની ઊર્જામાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?

સમાન કદ પરંતુ અલગ-અલગ ઘનતા $d_A$ અને $d_B$ ધરાવતા બે નક્કર ગોળાઓ $A$ અને $B$ ને એક દોરી વડે જોડવામાં આવ્યા છે. તેઓ $d_F$ ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહીમાં સંપૂર્ણપણે ડૂબેલા છે. તેઓ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ દોરીમાં તણાવ સાથે સંતુલન સ્થિતિમાં ગોઠવાય છે. આ ગોઠવણી ત્યારે જ શક્ય છે જો:
$(A)$ $d_A < d_F$
$(B)$ $d_B > d_F$
$(C)$ $d_A + d_B = 2d_F$
$(D)$ $d_A > d_F$

$1 \ m$ ની ઊંચાઈ અને $A = 4000 \ cm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતી એક નળાકાર ટાંકી શરૂઆતમાં ખાલી છે. તેને $a_1 = 1 \ cm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા નળની નીચે રાખવામાં આવે છે. પાણી $t = 0$ સમયે $v_1 = 2 \ m/s$ ની ઝડપે વહેવાનું શરૂ કરે છે. ટાંકીના તળિયે $a_2 = 0.5 \ cm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતું એક નાનું છિદ્ર છે. ટાંકીમાં પાણીની ઊંચાઈ ($m$ માં) નો સમય $t$ સાથેનો ફેરફાર કયા આલેખ દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે દર્શાવવામાં આવ્યો છે?

સમજાવો કે શા માટે:
$(a)$ કાગળના ટુકડાને સમક્ષિતિજ રાખવા માટે,તમારે તેની નીચે નહીં પણ ઉપર ફૂંક મારવી જોઈએ.
$(b)$ જ્યારે આપણે આપણી આંગળીઓ વડે પાણીના નળને બંધ કરવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ,ત્યારે આપણી આંગળીઓ વચ્ચેની જગ્યામાંથી પાણીના ઝડપી પ્રવાહ બહાર નીકળે છે.
$(c)$ ઇન્જેક્શન આપતી વખતે ડૉક્ટર દ્વારા લગાવવામાં આવતા અંગૂઠાના દબાણ કરતા સિરીંજની સોયનું કદ પ્રવાહના દરને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત કરે છે.
$(d)$ પાત્રમાંના નાના છિદ્રમાંથી બહાર નીકળતું પ્રવાહી પાત્ર પર પાછળની તરફ ધક્કો (thrust) લગાડે છે.

સમાન આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A$ ધરાવતા બે પાત્રોમાં $d$ ઘનતા ધરાવતું પ્રવાહી ભરવામાં આવે છે. એક પાત્રમાં પ્રવાહીની ઊંચાઈ $h_1$ અને બીજા પાત્રમાં પ્રવાહીની ઊંચાઈ $h_2$ છે. જ્યારે બંને પાત્રોને જોડવામાં આવે,ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા થતું કાર્ય શોધો.