Bernoulli의 원리 :깊은 다이브
스위스 수학자이자 물리학 자 Daniel Bernoulli의 이름을 딴 Bernoulli의 원칙은 유체 역학의 기본 개념입니다. 유체의 속도와 그것이 가하는 압력 사이의 역 관계를 설명합니다. 간단한 용어로 :
유체가 빨라질수록 압력이 낮아집니다.
다음은 자세한 고장입니다 :
1. 에너지 보존 : Bernoulli의 원칙은 유체 흐름에 적용되는 에너지 절약 원칙에서 비롯됩니다. 유체 입자의 총 에너지는 유선 (유체 입자에 의해 추적 된 경로)을 따라 일정하게 유지됩니다. 이 총 에너지는 다음으로 구성됩니다.
* 잠재적 에너지 : 이 에너지는 중력장 내 입자의 위치 때문입니다.
* 운동 에너지 : 이 에너지는 속도 제곱에 비례하여 입자의 움직임에 기인합니다.
* 압력 에너지 : 이 에너지는 주변의 유체로 가해지는 압력 때문입니다.
2. 수학적 표현 : Bernoulli의 원칙은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
p + (1/2) ρv^2 + ρgh =constant
어디:
* p : 압력
* ρ : 유체의 밀도
* V : 유체의 속도
* g : 중력으로 인한 가속도
* h : 기준점 이상의 높이
3. 해석 : 방정식은 유체의 속도가 증가함에 따라 압력이 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다. 이는 총 에너지가 일정하게 유지되어야하므로 운동 에너지 (속도)의 증가는 압력 에너지의 감소를 요구하기 때문입니다.
4. 응용 프로그램 : Bernoulli의 원칙에는 수많은 실용적인 응용이 있습니다.
* 공기 역학 : 원리는 항공기 날개에서 리프트 생성을 설명하는 데 사용됩니다. 날개의 곡선 상부 표면은 공기가 더 빨리 이동하여 날개 위의 압력이 낮고 압력이 높아져 상향 힘 (리프트)을 만듭니다.
* 벤 투리 미터 : 이 장치는 수축 영역을 통한 유체 속도가 다양한 유체 속도로 인한 압력 차이를 사용하여 유체 유량을 측정합니다.
* 분무기 및 분무기 : Bernoulli의 원칙은 분무기 및 분무기의 작동 방식을 설명합니다. 공기는 개구부 위로 날아가서 액체를 끌어 내고 원자화하는 저압 영역을 만듭니다.
* 야구 투수 : 회전하는 야구는 다른쪽에 비해 한쪽에 압력 차이를 만들어 비행 경로에서 곡선을 유발합니다.
* 항해 : 항해의 모양은 한쪽에서 공기 흐름이 더 빠르게 흐르면 압력 차이를 만들고 보트를 앞으로 추진합니다.
5. 제한 : Bernoulli의 원칙은 강력한 도구이지만 한계가 있습니다.
* 무적 흐름 : 원리는 이상적이고 무적의 유체를 기반으로하므로 마찰을 설명하지 않습니다. 실제 응용 분야에서 마찰은 압력과 흐름에 크게 영향을 줄 수 있습니다.
* 정상 흐름 : 원리는 꾸준한 흐름을 가정합니다. 즉, 유체 속도가 시간이 지남에 따라 변하지 않습니다. 난류 또는 불안정한 흐름에는 적용되지 않습니다.
전반적으로, Bernoulli의 원리는 유체 속도, 압력 및 에너지 사이의 관계를 설명하는 유체 역학의 기본 개념입니다. 항공, 공학 및 기상학을 포함한 다양한 분야에서 광범위한 응용 프로그램이 있습니다.
