유체 역학 법칙, 응용 및 해결 된 운동



그 유체 역학 유체의 움직임에 대한 연구뿐만 아니라 유체 내의 움직임과 한계의 상호 작용에 초점을 둔 수리학의 한 부분입니다. 그것의 어원학에 대하여, 낱말의 근원은 라틴어 기간에있다 유체 역학.

유체 역학의 이름은 다니엘 베르누이 때문입니다. 그는 유체 역학 연구를 수행 한 최초의 수학자 중 한 사람으로 1738 년에 그의 연구에서 발표했습니다. 유체 역학. 움직이는 체액은 정맥을 통해 흐르는 혈액이나 폐를 통과하는 공기와 같이 인체에서 발견됩니다..

유체는 또한 일상 생활과 엔지니어링 분야에서 수많은 응용 분야에서 발견됩니다. 예를 들어 급수관, 가스관 등에 사용된다..

이러한 모든 이유들로 인해, 물리학의이 지점의 중요성은 분명해 보입니다. 그 응용 프로그램이 건강, 엔지니어링 및 건설 분야에 헛되지 않습니다..

다른 한편으로 유체의 연구를 다룰 때 유체 역학이 일련의 접근법의 과학 부분으로 명확히하는 것이 중요합니다.

색인

  • 1 접근 방식
  • 2 유체 역학 법칙
    • 2.1 연속 방정식
    • 2.2 베르누이의 원리
    • 2.3 토리 첼리의 법
  • 3 신청
  • 4 운동 해결됨
  • 5 참고

접근 방식

운동중인 유체를 연구 할 때, 분석을 용이하게하는 일련의 근사를 만들어야합니다.

이런 방식으로, 유체는 이해할 수 없으므로 밀도가 변화하기 전에 그 밀도가 변하지 않은 것으로 간주됩니다. 또한, 점성에 의한 유체 에너지 손실은 무시할 만하다고 가정합니다.

마지막으로, 유체 유동이 정상 상태에서 발생한다고 가정합니다. 즉, 동일한 점을 통과하는 모든 입자의 속도는 항상 동일합니다.

유체 역학의 법칙

고려해야 할 가장 중요한 것뿐만 아니라 유체의 움직임을 지배하는 주요 수학 법칙은 다음 절에 요약되어 있습니다.

연속 방정식

실제로 연속 방정식은 질량 보존 방정식입니다. 다음과 같이 요약 할 수 있습니다.

주어진 파이프와 주어진 두 섹션 S1 와 S2, 속도 V에서 순환하는 액체가 있습니다.1 및 V2, 각각.

두 섹션되지 입력 또는 소비를 연결하는 부분이 발생하면, 우리는 (질량 유량 이른바) 단위 시간의 첫 부분을 통해 흐르는 유체의 양이 동일한 전달을 통해 말할 수 두 번째 섹션.

이 법칙의 수학적 표현은 다음과 같습니다.

v1 ∙ S1 = v2∙ S2  

베르누이의 원리

이 원리는 닫힌 덕트를 통해 순환하는 이상적인 유체 (마찰 또는 점성이 없음)가 항상 경로에서 일정한 에너지를 갖음을 확립합니다.

Bernoulli 방정식은 그의 정리의 수학적 표현에 불과하며 다음과 같이 표현됩니다.

v2 ∙ ƿ / 2 + P + ƿ ∙ g ∙ z = 상수

이 식 (V)이 고려 된 섹션을 통해 유체의 속도를 나타냄, Ƿ는 P 유체의 압력, 유체 밀도, g는 중력 가속도의 값이고, Z는 방향으로 측정 된 높이 중력.

토리 첼리의 법

토리 첼리의 정리, 토리 첼리의 법칙 또는 토리 첼리의 원리는 베르누이 원리를 특정한 경우에 적용하는 것으로 구성됩니다.

특히, 그것은 용기에 들어있는 액체가 중력의 영향을 받아 작은 구멍을 통해 움직일 때 행동하는 방식을 연구합니다.

원리는 다음과 같다 언급 될 수있는 구멍을 갖는 용기 내의 액체의 속도가 지점으로 액체를 위치하는 단계에서, 진공 중 임의의 낙하 체를 보유하는 구멍의 무게 중심.

수학적으로 가장 단순한 버전에서는 다음과 같이 요약됩니다.

Vr = √2gh

상기 방정식 Vr 는 액체가 오리피스를 떠날 때의 평균 속도, g는 중력의 가속도, 그리고 h는 오리피스의 중심으로부터 액체 표면의 평면까지의 거리이다.

응용 프로그램

유체 역학의 응용 분야는 일상 생활뿐만 아니라 공학, 건설 및 의학 분야에서 다양합니다..

이러한 방식으로 유체 역학은 댐 설계에 적용됩니다. 예를 들어, 같은 것을 완화하거나 벽에 필요한 두께를 알기 위해.

같은 방식으로 수로 및 수로 건설에 사용되거나 주택의 수도 공급 시스템 설계에 사용됩니다.

항공기의 이륙 및 선체 설계에 유리한 조건의 연구에있어 항공 분야에 응용 분야가 있습니다..

결정된 운동

밀도 액체 순환 관은 1.30 ∙ 103 Kg / m3 초기 높이 z로 수평으로 움직입니다.0= 0m. 장애물을 극복하기 위해 파이프가 높이로 올라갑니다.1= 1.00 ㎛. 파이프의 단면은 일정하게 유지됩니다..

낮은 수준의 압력을 알았습니다 (P0 = 1.50 기압), 상위 레벨의 압력을 결정.

Bernoulli 원칙을 적용하여 문제를 해결할 수 있으므로 다음을 수행해야합니다.

v1 2 ∙ ƿ / 2 + P1 + ƿ ∙ ∙ ㄱ1 = v02 ∙ ƿ / 2 + P0 + ƿ ∙ ∙ ㄱ0

속도가 일정하므로 속도는 다음과 같이 감소합니다.

P1 + ƿ ∙ ∙ ㄱ1 = P0 + ƿ ∙ ∙ ㄱ0

교체 및 제거시 다음을 수행합니다.

P1 = P0 + ƿ ∙ ∙ ㄱ0 - ƿ ∙ ∙ ㄱ1 

P1 = 1.50 ∙ 1.01 ∙ 105 + 1.30 ∙ 103 ∙ 9.8 ∙ 0- 1.30 ∙ 103 ∙ 9.8 ∙ 1 = 138 760 Pa 

참고 문헌

  1. 유체 역학 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 19 일 es.wikipedia.org에서 검색 함.
  2. 토리첼리의 정리. (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 19 일 es.wikipedia.org에서 검색 함.
  3. Batchelor, G.K. (1967). 유체 역학 개론. 케임브리지 대학 출판부.
  4. Lamb, H. (1993). 유체 역학 (6 판). 케임브리지 대학 출판부.
  5. Mott, Robert (1996). 응용 유체 역학(4 판). 멕시코 : 피어슨 교육.