Jaký je vztah mezi rychlostí a tlakem?


Nejlepší odpověď

Tlak je síla na jednotku plochy, například libra na čtvereční palec (PSI). Vzorec pro tlak je P = F / A. P je tlak, F je síla a A je oblast. Z druhého zákona Issaca Newtona víme, že síla je hmota krát její zrychlení nebo F = ma. F je síla, m je hmotnost a zrychlení bytosti. Z kinematiky víme, že zrychlení je derivací rychlosti vzhledem k času nebo a = dv / dt. Dv / dt je zápis derivace rychlosti vzhledem k času. Nyní můžeme dosadit dv / dt za a v silové rovnici dávající F = m * (dv / dt) a poté tuto novou silovou rovnici dosadit do tlakové rovnice a máme novou rovnici pro tlak:

P = [m * (dv / dt)] / A

Pokud máte z důvodu času konstantní rychlost namísto rovnice, pak nebude působit žádná síla, takže nebude působit žádný tlak. Důvodem je to, že pro získání síly musí existovat zrychlení a konstantní rychlost znamená, že neexistuje žádné zrychlení.

Pokud hledáte rychlost z hlediska tlaku, můžete použít tuto rovnici:

v = int [(PA / m) dt]

int je pouze zápisem integrálu

odpověď

rychlost a tlak jsou nepřímo úměrné do oblasti průřezu tělesa, kterou protéká tekutina.

zvažte obrázek 1: Rourou protéká ideální tekutina (mezi částicemi nemá viskozitu (tření)).

Pojďme uvažovat část AB tohoto potrubí. Můžeme říci, že částice opouštějící potrubí za 1 sekundu se rovná částici vstupující do potrubí za 1 sekundu.

Předpokládejme, že může vstoupit 10 částic najednou přes A najednou a pouze 2 částice mohou odcházet najednou přes B.

řekněme, že 10 částic vstoupí do potrubí za sekundu, což znamená, že 10 částic musí opustit potrubí za sekundu, ale pouze 2 částice mohou opustit potrubí najednou, takže aby to bylo možné, trubka bude muset vysunout 2 částice za 0,2 sekundy, tj. částice v A trvá 1 sekundu, aby pokryla vzdálenost „x“ a částice v B trvá 0,2 sekundy stejně.

My může tedy dojít k závěru, že rychlost částic v B je více než rychlost částic v A

plocha průřezu v A> plocha průřezu v B

NYNÍ

Tlak je změna momentu pociťovaného na stěnách kontejneru v důsledku srážky částic o jeho stěny na jednotku plochy (více kolizí za sekundu na jednotku plochy je více cítit tlak)

Nyní viz obrázek 2:

Mezi dvěma stěnami se konstantní rychlostí odrážející koule vytváří určitý tlak v místě kolize.

Pokud se nyní jedna ze stěn začne pohybovat směrem k druhé pak se zvyšuje počet srážek koule o zeď (stěny) za jednotku času a zvyšuje se tlak pociťovaný stěnami, i když rychlost koule zůstává nezměněna.

Nyní zpět k obrázku 1: Totéž se děje tady jak se částice pohybují směrem k B, stěny potrubí se přibližují a přibližují k sobě a částice mají tendenci vícekrát se srážet se stěnami za sekundu a je pozorován nárůst tlaku.

Takže výše uvedené prohlášení bylo prokázáno laicky.

Přečtěte si Bernoulliho princip pro formálnější přístup

Doufám, že to může pomoci: D

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *