İçerik
Basınç, fizikte kuvvetin birim alana bölünmesidir. Güç, sırayla, kütle çarpı ivmesidir. Bu, bir kış maceracısının neden dik durmaktansa yüzeyinde uzanırsa, şüpheli kalınlıkta buz üzerinde daha güvenli olduğunu açıklar; Buz üzerine uyguladığı kuvvet (kütle, yerçekimi nedeniyle aşağı doğru ivmelenme hızının altındadır) her iki durumda da aynıdır, ancak iki ayağın üzerinde durmaktansa düz uzanıyorsa, bu kuvvet daha büyük bir alana dağılır ve böylece buz üzerine yerleştirilmiş basınç.
Yukarıdaki örnek statik baskı ile ilgilidir - yani, bu "problem" de hiçbir şey hareket etmiyor (ve umarım öyle kalıyor!). Dinamik basınç, nesnelerin sıvılardan (yani sıvılar veya gazlar) veya akışkanların kendi akışlarından geçmesini içeren farklıdır.
Genel Basınç Denklemi
Belirtildiği gibi, basınç alana bölünen kuvvettir ve kuvvet kütlesel hızlanmadır. Kitle (mancak yoğunluğun ürünü olarak da yazılabilir (ρ) ve hacim (V), çünkü yoğunluk sadece kütle olarak hacme bölünür. Bu, çünkü ρ = m/V, m = pV. Ayrıca, düzenli geometrik şekiller için, alana bölünen hacim basitçe yükseklik verir.
Bu, yani, silindirde duran bir sıvı kolonu için basıncın (P) aşağıdaki standart birimlerde ifade edilebilir:
P = {1pt} A} = {{ {{1pt} A} = {ρVg {İşte, h sıvının yüzeyinin altındaki derinliktir. Bu, herhangi bir sıvı derinliğindeki basıncın, gerçekte ne kadar sıvı olduğuna bağlı olmadığını; Küçük bir tankta veya okyanusta olabilirsiniz ve basınç sadece derinliğe bağlıdır.
Dinamik Basınç
Sıvılar belli ki sadece tanklarda oturmuyor; hareket ederler, çoğu zaman borulardan pompalanırlar, bir yerden bir yere giderler. Hareketli akışkanlar, duran akışkanlar gibi içlerindeki nesnelere de baskı uygular, ancak değişkenler değişir.
Bir nesnenin toplam enerjisinin kinetik enerjisinin (hareketinin enerjisi) toplamının ve potansiyel enerjisinin (ilkbahar yüklemesinde veya yerin çok üstünde olmak üzere "depoladığı" enerji) olduğunu duymuş olabilirsiniz. toplam kapalı sistemlerde sabit kalır. Benzer şekilde, bir sıvının toplam basıncı, ifade ile verilen statik basıncıdır. ρgh yukarıda türetilmiş, ifadesi (1/2) tarafından verilen dinamik basıncına eklendi pV2.
Bernoulli Denklemi
Yukarıdaki bölüm, fizikteki kritik bir denklemin türetilmesidir; akışkanın içinden geçen herhangi bir şey için etkileri vardır veya hava taşıtı, su tesisatı sistemindeki su veya taban topları da dahil olmak üzere kendiliğinden akar. Resmen öyle
P_ {total} = ρgh + {1 yukarıda {1pt} 2} ρv ^ 2Bu, eğer bir akışkan sisteme verilen genişlikte ve belirli bir yükseklikte borudan girerse ve sistemi farklı genişlikte ve farklı yükseklikte bir borudan terk ederse, sistemin toplam basıncı hala sabit kalabilir.
Bu denklem bazı varsayımlara dayanmaktadır: Sıvının yoğunluğu ρ değişmez, bu sıvı akışı sabit ve bu sürtünme bir faktör değil. Bu kısıtlamalarla bile, denklem olağanüstü derecede faydalıdır. Örneğin, Bernoulli denkleminden, suyun giriş noktasından daha küçük bir çapa sahip bir kanalı terk ettiğinde suyun daha hızlı yol alacağını (muhtemelen sezgiseldir; nehirler dar kanallardan geçerken daha fazla hız gösterdiğini) belirleyebilirsiniz. ) ve daha yüksek hızdaki basıncı daha düşük olacaktır (bu muhtemelen sezgisel değildir). Bu sonuçlar denklemdeki değişkenlikten kaynaklanmaktadır.
P_1 - P_2 = {1 yukarıda {1pt} 2} ρ ({v_2} ^ 2 - {v_1} ^ 2)Bu nedenle terimler pozitifse ve çıkış hızı giriş hızından büyükse (yani v2 > v1), çıkış basıncı giriş basıncından daha düşük olmalıdır ( P2 < P1).