Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe snelheid is gerelateerd aan druk?

De relatie tussen snelheid en druk wordt beschreven door het principe van Bernoulli . Dit principe stelt dat in een gestage stroom van een vloeistof een toename van de snelheid van de vloeistof tegelijkertijd optreedt met een afname van de druk of een afname van de potentiële energie van de vloeistof.

Hier is een uitsplitsing van de relatie:

1. Behoud van energie: Het principe van Bernoulli is afgeleid van het principe van het behoud van energie. In een stromende vloeistof blijft de totale energie per volume -eenheid constant. Deze totale energie bestaat uit:

* Kinetische energie: Energie vanwege de beweging van de vloeistof (gerelateerd aan snelheid).

* potentiële energie: Energie vanwege de positie van de vloeistof (gerelateerd aan druk en hoogte).

2. Inverse relatie: Wanneer de snelheid van de vloeistof toeneemt, neemt de kinetische energie van de vloeistof toe. Om het behoud van energie te behouden, moet de potentiële energie afnemen. Omdat potentiële energie gerelateerd is aan druk, betekent dit dat de druk afneemt naarmate de snelheid toeneemt.

3. Voorbeelden:

* vliegtuigvleugels: De gebogen vorm van een vliegtuigvleugel creëert een hogere snelheid van luchtstroom boven de vleugel dan hieronder. Deze hogere snelheid resulteert in een lagere druk boven de vleugel, waardoor een opwaartse liftkracht ontstaat.

* Venturi -meter: Dit apparaat meet de vloeistofstroomsnelheid door het stroompad te beperken, de snelheid te verhogen en de druk af te nemen. Het verschil in druk tussen de bredere en smallere secties wordt gebruikt om de stroomsnelheid te berekenen.

* water stroomt door een pijp: Als een pijp vernauwt, neemt de snelheid van het water toe en neemt de druk af.

4. Beperkingen:

* Het principe van Bernoulli is van toepassing op ideale vloeistoffen (onzichtbaar en niet -samendrukbaar).

* Het houdt geen rekening met verliezen als gevolg van wrijving of turbulentie.

* Het is een vereenvoudigd model dat een goede benadering biedt, maar misschien niet perfect nauwkeurig is in alle situaties.

Samenvattend:

* Snelheid en druk zijn omgekeerd omgekeerd in een stromende vloeistof.

* Een toename van snelheid leidt tot een afname van de druk en vice versa.

* Bernoulli's principe verklaart deze relatie op basis van het behoud van energie.

* Hoewel dit principe nuttig is in veel toepassingen, is het belangrijk om op de hoogte te zijn van de beperkingen ervan.