Вывод формулы Торричелли из закона Бернулли
Основная статья: Формула Торричелли
Иллюстрация формулы Торричелли
В применении к истечению идеальной несжимаемой жидкости через малое отверстие в боковой стенке или дне широкого сосуда закон Бернулли даёт равенство полных давлений на свободной поверхности жидкости и на выходе из отверстия:
ρ g h + p 0 = ρ v 2 2 + p 0 ,
где
h — высота столба жидкости в сосуде, отсчитанная от уровня отверстия,
v — скорость истечения жидкости,
p 0 — атмосферное давление.
Отсюда: v = 2 g h . Это — формула Торричелли. Она показывает, что при истечении жидкость приобретает скорость, какую получило бы тело, свободно падающее с высоты h . Или, если истекающую из малого отверстия в сосуде струю направить вверх, в верхней точке (в пренебрежении потерями) струя достигнет уровня свободной поверхности в сосуде[15].
Другие проявления и применения закона Бернулли
Закон Бернулли объясняет эффект Вентури: в узкой части трубы скорость течения жидкости выше, а давление меньше, чем в широкой части
Приближение несжимаемой жидкости, а с ним и закон Бернулли справедливы и для ламинарных течений газа, если только скорости течения малы по сравнению со скоростью звука[16].
Основная статья: Эффект Вентури
Вдоль горизонтальной трубы координата z постоянна и уравнение Бернулли принимает вид ρ v 2 2 + p = const . Отсюда следует, что при уменьшении сечения потока из-за возрастания скорости давление падает. Эффект понижения давления при увеличении скорости потока лежит в основе работы расходомера Вентури[17] и струйного насоса[1].
Закон Бернулли объясняет, почему суда, движущиеся параллельным курсом, могут притягиваться друг к другу (например, такой инцидент произошёл с лайнером «Олимпик»)[18].
Do'stlaringiz bilan baham: |