Mga Prinsipyo ng BERNOULLI - Mga Ehersisyo

Ang siyentipiko, si Daniel Bernoulli, ay itinaas noong 1738, isang prinsipyo na nagdadala ng kanyang pangalan, na nagtatatag ng ugnayan ng bilis ng isang likido at ng presyon na ibinibigay nito, kapag ang likido ay gumalaw. Ang mga likido ay may posibilidad na dagdagan ang kanilang bilis sa makitid na mga tubo.

Iminumungkahi din nito na, para sa isang likido sa paggalaw, ang enerhiya ay nababago tuwing ang cross-sectional area ng tubo ay nagbabago, na ipinakita sa Bernoulli Equation, ang ugnayan ng matematika sa pagitan ng mga anyo ng enerhiya na ipinakita ng likido sa paggalaw.

Ang paggamit ng prinsipyong Bernoulli ay may iba't ibang mga aplikasyon ng sambahayan, komersyal at pang-industriya, tulad ng sa mga chimney, spray ng insecticide, flow meter, Venturi tubes, engine carburettors, suction cup, sasakyang panghimpapawid, ozonator ng tubig, kagamitan sa ngipin, at iba pa. Ito ang batayan para sa pag-aaral ng hydrodynamics at fluid mechanics.

PANGUNAHING KONSEPTO upang maunawaan ang Mga Prinsipyo ni Bernoulli

Niyaya ko silaTingnan natin ang artikulo ng Ang init ng Batas ni Joule na "Mga Aplikasyon - Ehersisyo"

Fluid:

Itakda ng mga random na namamahaging mga molekula na pinagsama-sama ng mga mahihinang pwersa ng cohesive at ng mga puwersang ipinataw ng mga dingding ng isang lalagyan, nang walang natukoy na dami. Ang parehong likido at gas ay itinuturing na likido. Sa pag-aaral ng pag-uugali ng mga likido, ang pag-aaral ng mga likido sa isang estado ng pahinga (hydrostatic) at mga likido sa paggalaw (hydrodynamics) ay karaniwang isinasagawa. Tingnan ang pigura 1.

Inaanyayahan ka naming tingnan ang artikulo Mga Prinsipyo na Thermodynamic

Mass:

Sukat ng pagkawalang-kilos o paglaban upang mabago ang paggalaw ng isang likidong katawan. Pagsukat ng dami ng likido, sinusukat ito sa kg.

Timbang:

Pilit na kung saan ang likido ay naaakit sa mundo sa pamamagitan ng pagkilos ng gravity. Sinusukat ito sa N, lbm.ft / s².

Densidad:

Halaga ng masa bawat dami ng yunit ng isang sangkap. Sinusukat ito sa kg / m³.

Daloy:

Dami bawat yunit ng oras, sa m3 / s.

Presyon:

Halaga ng lakas na ipinataw sa isang yunit ng lugar ng isang sangkap, o sa isang ibabaw. Sinusukat ito sa Pascal o psi, bukod sa iba pang mga yunit.

Lapot:

Paglaban ng mga likido upang dumaloy, dahil sa panloob na alitan. Kung mas mataas ang lapot, mas mababa ang daloy. Nag-iiba ito sa presyon at temperatura.

Batas sa Pag-iingat ng Enerhiya:

Ang enerhiya ay hindi nilikha o nawasak, binago ito sa isa pang uri ng enerhiya.

Pagpapatuloy na equation:

Sa isang tubo na may iba't ibang mga diameter, na may patuloy na daloy, mayroong isang relasyon sa pagitan ng mga lugar at ang bilis ng likido. Ang mga bilis ay baligtad na proporsyonal sa mga cross-sectional na lugar ng tubo. [1]. Tingnan ang larawan 2.

Prinsipyo ni Bernoulli

Pahayag ng Prinsipyo ni Bernoulli

Ang prinsipyo ni Bernoulli ay nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng bilis at ng presyon ng isang gumagalaw na likido. Ang prinsipyo ni Bernoulli ay nagsasaad na, sa isang likido sa paggalaw, habang tumataas ang bilis ng isang likido, bumababa ang presyon. Ang mas mataas na mga puntos ng bilis ay magkakaroon ng mas kaunting presyon. [dalawa]. Tingnan ang larawan 2.

Kapag ang isang likido ay gumagalaw sa pamamagitan ng isang tubo, kung ang tubo ay may pagbawas (mas maliit na lapad), kailangang dagdagan ng likido ang bilis nito upang mapanatili ang daloy, at ang presyon ay bumababa. Tingnan ang pigura 4.

Mga Paggamit ng Prinsipyo ni Bernoulli

Carburetor:

Ang aparato, sa mga engine na pinapatakbo ng gasolina, kung saan ang hangin at gasolina ay halo-halong. Habang dumadaan ang hangin sa balbula ng throttle, bumababa ang presyon nito. Sa pagbaba ng presyur na ito ay nagsisimulang dumaloy ang gasolina, sa ganoong mababang presyon ito ay nag-aalis at humahalo sa hangin. [3]. Tingnan ang larawan 5.

Mga eroplano:

Para sa paglipad ng mga eroplano, ang mga pakpak ay dinisenyo upang ang isang puwersang tinatawag na "angat" ay nagawa, na lumilikha ng pagkakaiba sa presyon sa pagitan ng itaas at mas mababang bahagi ng mga pakpak. Sa pigura 6 maaari mong makita ang isa sa mga disenyo ng pakpak ng eroplano. Ang hangin na dumadaan sa ilalim ng pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay may kaugaliang paghiwalayin ang paglikha ng mas malaking presyon, habang ang hangin na dumadaan sa pakpak ay naglalakbay ng higit na distansya at mas mabilis na bilis. Dahil ang mataas na presyon ay nasa ilalim ng pakpak, isang resulta ng lakas ng pag-angat ang nagtutulak sa pakpak paitaas.

Tagabunsod ng bangka:

Ito ay isang aparato na ginamit bilang isang propellant sa mga barko. Ang mga propeller ay binubuo ng isang serye ng mga blades na dinisenyo upang kapag ang propeller ay umiikot, ang isang pagkakaiba sa bilis ay nabuo sa pagitan ng mga mukha ng mga blades, at samakatuwid ay isang pagkakaiba-iba ng presyon (Bernoulli effect). Al. Ang pagkakaiba-iba ng presyon ay gumagawa ng isang lakas na tulak, patayo sa eroplano ng tagapagbunsod, na nagtutulak sa bangka. Tingnan ang pigura 7.

Paglangoy:

Kapag igalaw mo ang iyong mga kamay kapag lumalangoy, mayroong pagkakaiba-iba ng presyon sa pagitan ng palad at likod ng kamay. Sa palad, ang tubig ay pumasa sa mababang bilis at mataas na presyon (prinsipyo ni Bernoulli), na nagmula sa isang "lakas ng pagtaas" na nakasalalay sa pagkakaiba-iba ng presyon sa pagitan ng palad at likod ng kamay. Tingnan ang pigura 8.

Equation para sa prinsipyo ni Bernoulli

Pinahihintulutan kami ng equation ni Bernoulli na matematika na pag-aralan ang mga likido sa paggalaw. Ang prinsipyo ni Bernoulli ay nagmumula, sa matematika, batay sa pag-iingat ng enerhiya, na nagsasaad na ang enerhiya ay hindi nilikha o nawasak, nabago ito sa isa pang uri ng enerhiya. Ang kinetic, potensyal at daloy ng enerhiya ay isinasaalang-alang:

• Kinetics: na nakasalalay sa bilis at masa ng likido
• Potensyal: dahil sa taas, na may kaugnayan sa isang antas ng sanggunian
• Daloy o presyon: dala ng mga molekulang likido habang gumagalaw kasama ang tubo. Tingnan ang pigura 9.

Ang kabuuang enerhiya na mayroon ang isang likido ay ang paggalaw ay ang kabuuan ng lakas ng presyon ng daloy, ang lakas na gumagalaw at ang potensyal na enerhiya. Sa pamamagitan ng Law of Conservation of Energy, ang enerhiya ng isang likido sa pamamagitan ng isang tubo ay katumbas ng papasok at outlet. Ang kabuuan ng mga enerhiya sa paunang punto, sa papasok ng tubo, ay katumbas ng kabuuan ng mga energies sa outlet. [1]. Tingnan ang larawan 10.

Mga hadlang ng Equo Bernoulli

• Ito ay wasto lamang para sa hindi maipahiwatig na likido.
• Hindi ito isinasaalang-alang ang mga aparato na nagdagdag ng lakas sa system.
• Ang paglipat ng init ay hindi isinasaalang-alang (sa pangunahing equation).
• Ang pang-ibabaw na materyal ay hindi isinasaalang-alang (Walang mga pagkalugi sa alitan).

Magsanay

Upang dalhin ang tubig sa isang pangalawang palapag ng isang bahay, ginagamit ang isang tubo tulad ng ipinakita sa pigura 11. Ninanais na, sa labasan ng tubo, na matatagpuan 3 metro sa itaas ng lupa, ang tubig ay may bilis na 5 m / s, na may presyon na katumbas ng 50.000 Pa. Ano ang dapat na bilis at presyon kung saan dapat ibomba ang tubig? Sa pigura 10 ang inlet ng tubig ay minarkahan bilang point 1 at ang outlet ng tubig sa mas makitid na tubo bilang point 2.

Solusyon

Upang matukoy ang tulin na v1, ang equation ng pagpapatuloy ay ginagamit sa papasok ng tubo. Tingnan ang pigura 12.

Ang equation na Bernoulli ay gagamitin upang makalkula ang presyon sa papasok na P1, tulad ng ipinakita sa pigura 13.

Konklusyon ng Prinsipyo ni Bernoulli

Ang prinsipyo ni Bernoulli ay nagsasaad na, sa isang tuluy-tuloy na paggalaw, kapag tumataas ang bilis nito, mas mababa ang presyong ibinibigay nito. Ang enerhiya ay nababago bawat oras na ang cross-sectional area ng tubo ay nagbabago.

Ang equation ni Bernoulli ay isang bunga ng pag-iingat ng enerhiya para sa mga likido sa paggalaw. Nakasaad dito na ang kabuuan ng presyon ng likido, ang lakas na gumagalaw at ang potensyal na enerhiya, ay nananatiling pare-pareho sa buong buong landas ng likido.

Ang prinsipyong ito ay maraming aplikasyon tulad ng pag-angat ng mga eroplano, o ng isang tao kapag lumalangoy, pati na rin sa disenyo ng kagamitan para sa pagdadala ng mga likido, bukod sa marami pa, ang pag-aaral at pag-unawa nito na may kahalagahan.

REFERENCIAS

[1] Mott, Robert. (2006). Mga mekanika ng likido. Ika-6 na edisyon. Edukasyong Pearson
[2]
[3]