これがどのように機能しますか:
Bernoulliの原則は、流体の速度の増加がその圧力を低下させると述べています。
それを分解しましょう:
* 動きの流体: 流体が動いているとき、その粒子には運動エネルギーがあります。
* より速い流れ、圧力の減少: 流体が高速化すると、その粒子はより速く移動し、圧力が低下します。これは、粒子が周囲の領域に力をかける時間が少ないためです。
* フローの遅い、より多くの圧力: 逆に、流体が遅くなると、その粒子は周囲の領域に力をかける時間が長くなり、圧力が増加します。
実用的な例:
* 飛行機の翼: 飛行機の翼の形状は、翼の上下の気道に違いを生み出すように設計されています。翼の上部を流れる空気はより速く移動し、より低い圧力になります。翼の下のより高い圧力が上に押し上げられ、リフトが生成されます。
* venturiメーター: このデバイスは、流パスを狭め、速度を上げ、圧力を低下させることにより、流体の流量を測定します。次に、圧力差を使用して流量を計算します。
* パイプを流れる水: パイプが狭くなると、水速が増加し、圧力が低下します。
重要な考慮事項:
* エネルギーの保存: ベルヌーリの原則は、エネルギーの保存の結果です。流体によって得られる運動エネルギーは、そのポテンシャルエネルギー(圧力)を犠牲にしています。
* 理想的な流体: Bernoulliの原理は、非圧縮性で粘度(摩擦)がない理想的な液体に適用されます。実際の液体には粘度があるため、実際の圧力差はわずかに異なる場合があります。
要約すると、流体圧力は流体運動に反比例します。流体の流れが速くなると圧力が低くなり、流れが遅くなると圧力が高くなります。この関係は、流体のダイナミクスを理解し、飛行機、ポンプ、風力タービンなどのさまざまな技術を設計するために不可欠です。