Wat is de relatie tussen snelheid en druk?


Beste antwoord

Druk is een kracht per oppervlakte-eenheid, bijvoorbeeld pond per vierkante inch (PSI). De formule voor druk is P = F / A. P is druk, F is kracht en A is gebied. We weten uit de tweede wet van Issac Newton dat kracht een massa maal de versnelling of F = ma is. F is kracht, m ​​is massa en een zijnsversnelling. Uit kinematica weten we dat versnelling de afgeleide is van snelheid ten opzichte van tijd of a = dv / dt. Dv / dt is de notatie van de afgeleide van snelheid met betrekking tot tijd. Nu kunnen we dv / dt vervangen door a in de krachtvergelijking die F = m * (dv / dt) geeft en dan deze nieuwe krachtvergelijking in de drukvergelijking vervangen en we hebben een nieuwe vergelijking voor druk:

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

Als je een constante snelheid hebt in plaats van een vergelijking vanwege de tijd, dan zou er geen kracht zijn, dus er zou geen druk zijn. Dit komt omdat er een versnelling moet zijn om een ​​kracht te hebben en constante snelheid betekent dat er geen versnelling is.

Als je snelheid zoekt in termen van druk, dan kun je deze vergelijking gebruiken:

v = int [(PA / m) dt]

int is gewoon de notatie voor integraal

Antwoord

Snelheid en druk zijn omgekeerd evenredig naar het gebied van de dwarsdoorsnede van het lichaam waardoor een vloeistof stroomt.

denk aan figuur 1: een ideale vloeistof (die geen viscositeit (wrijving) heeft tussen de deeltjes) stroomt door de buis.

Laten we eens kijken naar het deel AB van deze buis. We kunnen zeggen dat het deeltje dat de buis binnen 1 seconde verlaat gelijk is aan het deeltje dat de buis binnen 1 seconde binnenkomt.

Laten we aannemen dat er 10 deeltjes binnen kunnen komen tegelijk door A tegelijk en er kunnen slechts 2 deeltjes tegelijk via B vertrekken.

laten we zeggen dat 10 deeltjes de buis per seconde binnenkomen, wat betekent dat er 10 deeltjes per seconde de buis moeten verlaten, maar alleen 2 deeltjes kunnen dus tegelijk de buis verlaten om dit mogelijk te maken zal de buis 2 deeltjes in 0,2 seconden moeten uitwerpen, dwz het deeltje bij A doet er 1 seconde over om de “x” -afstand af te leggen en het deeltje bij B doet er 0,2 seconden over.

We kan dus concluderen dat de snelheid van deeltjes bij B meer is dan de snelheid van deeltjes bij A

de oppervlakte van de doorsnede bij A> oppervlakte van de doorsnede bij B

NU

Druk is een verandering in het moment dat op de wanden van een container wordt gevoeld als gevolg van deeltjes die tegen de wanden per oppervlakte-eenheid botsen (meer botsingen in een seconde per oppervlakte-eenheid is meer de gevoelde druk)

Zie nu figuur 2:

Er is een bal die met een constante snelheid tussen twee muren stuitert en zorgt voor wat druk op het punt van botsingen.

Als nu een van de muren naar de andere begint te bewegen dan neemt het aantal botsingen van de bal tegen de muur (en) per tijdseenheid toe en neemt de druk van de muren toe, hoewel de snelheid van de bal ongewijzigd blijft

Nu terug naar figuur 1: hetzelfde gebeurt hier naarmate de deeltjes naar B bewegen, komen de wanden van de buis steeds dichter bij elkaar en de deeltjes hebben de neiging om vaker met de wanden per seconde in botsing te komen en er wordt een toename in druk waargenomen

Dus het bovenstaande verklaring is bewezen in lekentaal.

Lees het principe van Bernoulli voor een meer formele benadering

Ik hoop dat het kan helpen: D

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *