22633

Рух ідеальної рідини. Рівняння Бернуллі

Доклад

Физика

Рух ідеальної рідини. Ідеальна рідина внутрішнє тертя відсутнє сила тертя між окремими шарами рідини що тече рідина нестислива. Рівняння 1 для такої рідини має вигляд: Лінії потоку це лінії дотичні до яких в кожній точці співпадають за напрямом з вектором . При стаціонарному русі рідини її частинки при своєму русі не перетинають трубку потоку.

Украинкский

2013-08-04

75 KB

4 чел.

5. Рух ідеальної рідини. Рівняння Бернуллі

Рівняння Нав’є-Стокса:

 (1)

 — коефіцієнт в’язкості зсуву,  — коефіцієнт об’ємної в’язкості, f — об’ємна густина сили.

Ідеальна рідина — внутрішнє тертя відсутнє (сила тертя між окремими шарами рідини, що тече), рідина нестислива. Рівняння (1) для такої рідини має вигляд:

 

Лінії потоку — це лінії, дотичні до яких в кожній точці співпадають за напрямом з вектором . Поверхня, утворена лініями потоку, які проведені через всі точки замкненого контуру називають трубкою потоку. При стаціонарному русі рідини її частинки при своєму русі не перетинають трубку потоку.

Розглянемо рідину, що тече всередині деякої трубки потоку — такої, зо швидкість руху частинок рідини однакова у всіх точках довільного перерізу даної трубки. Тоді за проміжок часу t крізь переріз площі S пройде об’єм Svt. Оскільки рідина нестислива, маса рідини між перерізами S1 і S2 трубки потоку буде залишатись постійною. Тобто, об’єм рідини, що проходить крізь перерізи S1 і S2 за час t, має бути однаковим: S1v1 = S2v2.

Тобто, для нестисливої рідини величина Sv в будь-якому перерізі однієї і тієї ж трубки потоку однакова:  — рівняння нерозривності струї

Розглянемо стаціонарний рух ідеальної рідини в  однорідному полі сил тяжіння.

1–2 за час t + t  1' – 2'

Приріст повної механічної енергії за час t:

          (2)

де  — робота, яку виконують сили тиску.

       

В силу нерозривності струї

Рух рідини стаціонарний, тому повна механічна  енергія частини рідини трубки потоку між перерізами 1' і 2 не змінюється.

, де ρ — густина рідини. З (2):

 

Оскільки перерізи 1 і 2 взяті довільно, то

 — рівняння Бернуллі

(всі величини відносяться до однієї і тієї ж лінії потоку)

1. Для горизонтальної трубки потоку (h — однакова) рівняння Бернуллі  — тиск більший в тих точках, де швидкість менша.

2.

В горизонтальній трубці із змінним вздовж вісі перерізом швидкість v течії згідно з Sv = const, в перерізі S2, буде більше, ніж в перерізі S1, отже тиск p зліва буде більше. Саме перепад тиску і буде створювати прискорення рідини, яке напрямлене вправо.

3.

Розглянемо витікання ідеальної рідини крізь малий отвір 2 в боковій стінці широкої відкритої посудини. Всі лінії потоку проходять крізь отвір, починаючись у вільної поверхні рідини, де швидкість дуже мала (посудина широка). Тому постійна в законі Бернуллі буде одна і та ж у всіх ліній потоку. Застосуємо рівняння Бернуллі, наприклад, до лінії 1–2 і будемо відраховувати h від рівня, на якому знаходиться малий отвір 2.

Тоді  , де p0 атмосферний тиск, v швидкість руху в точці 2. Звідси  — формула Торрічеллі.

Видно, що при витіканні крізь малий отвір рідина має швидкість, яку набуває тіло, що вільно падає з висоти h. Для реальних рідин швидкість витікання буде менше із-за в’язкості рідин.


p2

h2

h1

2'

S2Δl2

p

p

1'

1

S1Δl1

p1

p

υ

a

υ,p

υ2

υ1

S2

l

S2

S1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54791. Особенности рынков ресурсов 18.98 KB
  Факторы производства — экономические ресурсы, участвую­щие в производстве товаров и услуг. Под экономическими ре­сурсами понимают людские ресурсы (труд и предприниматель­ская способность) и материальные ресурсы (земля и капитал)
54793. Хочеш довго жити – кидай палити 35.5 KB
  Паління стало характерним для нашого суспільства ми постійно стикаємося з цим явищем. Лікартерапевт: Насамперед паління вражає легені серцевосудинну систему. Статист: Шановні А що можна заперечити проти моїх цифр Кожні 24 години через паління в Америці помирає 1000 осіб. доларів на приналежності для паління.
54794. Памяти павших… 118 KB
  Вот почему сегодня мы, выпускники 2001 года, стоящие на пороге новой жизни, хотим мысленно перенестись на 60 лет назад, в последние предвоенные дни и вместе с выпускниками 41 года пережить и полёт мечты, и жажду счастья, и крушение надежд, и горечь потерь...
54795. Удосконалення організації навчальної діяльності під час вивчення історії 55.5 KB
  Можеш розпочати з опису подій в найголовніших їх рисах а потім поставити ряд питань: з чим пов язана дана подія які протилежності закономірності в основі чому воно виявилось можливим Перерахувавши ці проблеми дай кожній аргументовану відповідь а в кінці розкрий значення І характер даної події. Інтереси якої соціальної групи виражав В чому полягала мета І прагнення цієї групи 2. В якій послідовності краще розмістити ці ознаки Чому 3. В чому причини даного явища В чому полягає соціальна сутність цього явища.
54796. Способи розкладання многочленів на множники 43.5 KB
  Розкласти многочлен на множники означає подати його як добуток кількох многочленів аb c = аb аc помножили одночлен на многочлен; результат многочлен аb аc = аb c розклали многочлен на множники; результат добуток одночлена і многочлена Порівняйте: Спосіб винесення спільного множника за дужки. Многочлен x2 xy розклали на два множники x та x y. Щоб розкласти многочлен x2 xy на множники досить у його членах x2 та xy виділити спільний множник x: x2 xy = x  x x  y а потім на основі розподільної властивості...
54797. Спрос на ресурсы и факторы, его определяющие 18.49 KB
  Спрос на ресурсы, в отличие от спроса на потребительские товары, связан с производством, осуществляемым конкретным предприятием (фирмой). В связи с тем, что целью предприятия является максимизация прибыли, ею определяется и объем спроса на ресурсы.
54798. Рынок труда. Спрос и предложение на рынке труда 46.26 KB
  В соответствии с теорией рыночной экономики, рынок труда рассматривается в единой системе рынков экономических факторов. Однако, необходимо учитывать существенные отличия труда от иных экономических ресурсов...
54799. Памятка по подготовке к пробным урокам русского языка и их проведению (материалы для студентов) 79.5 KB
  Уточнить как учитель обычно выстраивает работу по развитию речи и мышления типы заданий упражнения; выяснить проводится ли в данном классе дифференцированная работа с учащимися; выяснить наличие наглядного дидактического материала по данной теме познакомиться с ним.