1912年秋天,在當(dāng)時算是數(shù)一數(shù)二的遠(yuǎn)洋巨輪“奧林匹克”號,正在波浪滔滔的大海中航行著。很湊巧,離開這“漂浮的城市”100米左右的海面上,有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號,同它幾乎是平行地高速行駛著,像是要跟這個龐然大物賽個高低似的。
伯努利原理是在流體力學(xué)的連續(xù)介質(zhì)理論方程建立之前,水力學(xué)所采用的基本原理,其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒。即:動能+重力勢能+壓力勢能=常數(shù)。其最為著名的推論為:等高流動時,流速大,壓力就小。
所謂"伯努利原理"就是類似空氣或水的流體流速快,流體產(chǎn)生的壓力就會變?nèi)?。所以水流動時如果一邊的水勢強(qiáng),另一邊弱那么水勢弱的一邊壓力就大,水勢強(qiáng)的一邊壓力就校如果在它們之間放入樹葉,樹葉就會順著水勢強(qiáng)的一邊。因?yàn)樗畡萑醯囊贿厜毫Υ?/p>
使用伯努利定律必須符合以下假設(shè),方可使用;如沒完全符合以下假設(shè),所求的解也是近似值。定常流:在流動系統(tǒng)中,流體在任何一點(diǎn)之性質(zhì)不隨時間改變。不可壓縮流:密度為常數(shù),在流體為氣體適用于馬赫數(shù)(Ma)小于0.3。還有無摩擦流即摩擦效應(yīng)可忽略,忽略黏滯性效應(yīng)。最后是流體沿著流線流動,流體元素沿著流線而流動,流線間彼此是不相交的。
A 2.B 鼓腹巨蝰是非洲著名的毒蛇,長約90-130厘米,體型粗短,尾部短小,頭部寬大,體色褐黃,如稻草稈,且伴有斑紋。主要生活在半干旱地區(qū),棲息通常在水域附近。攻擊速度極快(為1/25秒),毒性劇烈。一次可產(chǎn)下90多條幼蛇。 3.B 能量守恒,
飛機(jī)飛行時機(jī)翼周圍空氣的流線分布是指機(jī)翼橫截面的形狀上下不對稱,機(jī)翼上方的流線密,流速大,下方的流線疏,流速小。由伯努利方程可知,機(jī)翼上方的壓強(qiáng)小,下方的壓強(qiáng)大。這樣就產(chǎn)生了作用在機(jī)翼上的方向的升力。噴霧器是利用流速大、壓強(qiáng)小的原理制成的。讓空氣從小孔迅速流出,小孔附近的壓強(qiáng)小,容器里液面上的空氣壓強(qiáng)大,液體就沿小孔下邊的細(xì)管升上來,從細(xì)管的上口流出后,空氣流的沖擊,被噴成霧狀。一支筆筒,向大口這邊吹氣,小口上放一個小球,小球能在空氣中旋轉(zhuǎn)。
"伯努利原理"是在流體力學(xué)的連續(xù)介質(zhì)理論方程建立之前,所采用的基本原理,其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒。 即:動能+重力勢能+壓力勢能=常數(shù)。 其最為著名的推論:等高流動時,流速大,壓力就校
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什么是伯努利定律
在一個流體系統(tǒng),比如氣流、水流中,流速越快,流體產(chǎn)生的壓力就越小,這就是被稱為“流體力學(xué)之父”的丹尼爾·伯努利1738年發(fā)現(xiàn)的“伯努利定律”。這個壓力產(chǎn)生的力量是巨大的,空氣能夠托起沉重的飛機(jī),就是利用了伯努利定律。飛機(jī)機(jī)翼的上表面是流暢的曲面,下表面則是平面。這樣,機(jī)翼上表面的氣流速度就大于下表面的氣流速度,所以機(jī)翼下方氣流產(chǎn)生的壓力就大于上方氣流的壓力,飛機(jī)就被這巨大的壓力差“托住”了。當(dāng)然了,這個壓力到底有多大,一個高深的流體力學(xué)公式“伯努利方程”會去計(jì)算它。
伯努利開辟并命名了流體動力學(xué)這一學(xué)科,區(qū)分了流體靜力學(xué)與動力學(xué)的不同概念。1738年,他發(fā)表了十年寒窗寫成的《流體動力學(xué)》一書。他用流體的壓強(qiáng)、密度和流速等作為描寫流體運(yùn)動的基本概念,引入了“勢函數(shù)”“勢能”(“位勢提高”)來代替單純用“活力’討論,從而表述了關(guān)于理想流體穩(wěn)定流動的伯努利方程,這實(shí)質(zhì)上是機(jī)械能守恒定律的另一形式。他還用分子與器壁的碰撞來解釋氣體壓強(qiáng),并指出,只要溫度不變,氣體的壓強(qiáng)總與密度成正,與體積成反比,用此解釋了玻意耳定律。
伯努利方程
設(shè)在右圖的細(xì)管中有理想流體在做定常流動,且流動方向從左向右,我們在管的a1處和a2處用橫截面截出一段流體,即a1處和a2處之間的流體,作為研究對象.設(shè)a1處的橫截面積為S1,流速為V1,高度為h1;a2處的橫截面積為S2,流速為V2,高度為h2.
思考下列問題:
①a1處左邊的流體對研究對象的壓力F1的大小及方向如何
②a2處右邊的液體對研究對象的壓力F2的大小及方向如何
③設(shè)經(jīng)過一段時間Δt后(Δt很小),這段流體的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,兩端移動的距離分別為ΔL1和ΔL2,則左端流入的流體體積和右端流出的液體體積各為多大 它們之間有什么關(guān)系 為什么
④求左右兩端的力對所選研究對象做的功
⑤研究對象機(jī)械能是否發(fā)生變化 為什么
⑥液體在流動過程中,外力要對它做功,結(jié)合功能關(guān)系,外力所做的功與流體的機(jī)械能變化間有什么關(guān)系
推導(dǎo)過程:
如圖所示,經(jīng)過很短的時間Δt,這段流體的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,兩端移動的距離為ΔL1和ΔL2,左端流入的流體體積為ΔV1=S1ΔL1,右端流出的體積為ΔV2=S2ΔL2.
因?yàn)槔硐肓黧w是不可壓縮的,所以有
ΔV1=ΔV2=ΔV
作用于左端的力F1=p1S2對流體做的功為
W1=F1ΔL1 =p1·S1ΔL1=p1ΔV
作用于右端的力F2=p2S2,它對流體做負(fù)功(因?yàn)橛疫厡@段流體的作用力向左,而這段流體的位移向右),所做的功為
W2=-F2ΔL2=-p2S2ΔL2=-p2ΔV
兩側(cè)外力對所選研究液體所做的總功為
W=W1+W2=(p1-p2)ΔV
又因?yàn)槲覀冄芯康氖抢硐肓黧w的定常流動,流體的密度ρ和各點(diǎn)的流速V沒有改變,所以研究對象(初態(tài)是a1到a2之間的流體,末態(tài)是b1到b2之間的流體)的動能和重力勢能都沒有改變.這樣,機(jī)械能的改變就等于流出的那部分流體的機(jī)械能減去流入的那部分流體的機(jī)械能,即
E2-E1=ρ()ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
又理想流體沒有粘滯性,流體在流動中機(jī)械能不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
∴W=E2-E1
(p1-p2)ΔV=ρ(-))ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
整理后得:整理后得:
又a1和a2是在流體中任取的,所以上式可表述為
上述兩式就是伯努利方程.
當(dāng)流體水平流動時,或者高度的影響不顯著時,伯努利方程可表達(dá)為
該式的含義是:在流體的流動中,壓強(qiáng)跟流速有關(guān),流速V大的地方壓強(qiáng)p小,流速V小的地方壓強(qiáng)p大.
參考資料:http://zhidao.baidu.com/question/18998395.html本回答被提問者采納
伯努利方程的公式是什么
伯努利方程:p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C
式中p、ρ、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度和速度;h為鉛垂高度;g為重力加速度;c為常量。
一個直接的結(jié)論就是:流速高處壓力低,流速低處壓力高。
丹尼爾·伯努利在1726年首先提出:“在水流或氣流里,如果速度小,壓強(qiáng)就大;如果速度大,壓強(qiáng)就小”。我們稱之為“伯努利原理”。
我們拿著兩張紙,往兩張紙中間吹氣,會發(fā)現(xiàn)紙不但不會向外飄去,反而會被一種力擠壓在了一起;因?yàn)閮蓮埣堉虚g的空氣被我們吹得流動的速度快,壓力就小,而兩張紙外面的空氣沒有流動,壓力就大,所以外面力量大的空氣就把兩張紙“壓”在了一起。
這就是“伯努利原理”原理的簡單示范。
“伯努利方程”的物理意義是什么?
理想正壓流體在有勢徹體力作用下作定常運(yùn)動時,運(yùn)動方程(即歐拉方程)沿流線積分而得到的表達(dá)運(yùn)動流體機(jī)械能守恒的方程。因著名的瑞士科學(xué)家D.伯努利于1738年提出而得名。對于重力場中的不可壓縮均質(zhì)流體
舉例說明
圖II.4-3為一噴油器,已知進(jìn)口和出口直徑D1=8mm,喉部直徑D2=7.4mm,進(jìn)口空氣壓力p1=0.5MPa,進(jìn)口空氣溫度T1=300K,通過噴油器的空氣流量qa=500L/min(ANR),油杯內(nèi)油的密度ρ=800kg/m3。問油杯內(nèi)油面比喉部低多少就不能將油吸入管內(nèi)進(jìn)行噴油?
解:
由氣體狀態(tài)方程,知進(jìn)口空氣密度ρ=(p1+Patm)*M/(RT1)=(0.5+0.1)*29/(0.0083*300)kg/m=6.97kg/m
求通過噴油器的質(zhì)量流量
qm=ρa(bǔ)*qa=(1.185*500*10^-3)/60=0.009875kg/s
求截面積1和截面積2處的平均流速:
u1=qm/(ρ1A1)=[0.009875/(6.97*0.785*0.008^2)]m/s=28.2m/s
u2=qm/(ρ2A2)=[0.009875/(6.97*0.785*0.0074)]m/s=32.9m/s
從伯努利方程可得
p1-p2=0.5*ρ1(u2^2-u1^2)=0.5*6.97(32.9^2-28.2^2)pa=1200.94pa
吸內(nèi)為靜止油液,若能吸入喉部,必須滿足:
p1-p2≥ρgh
h≤(p1-p2)/ρg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m
故
說明油杯內(nèi)油面比喉部低153mm以上便不能噴油。
理想流體的伯努利方程是什么?
p1+[ρ(v1)^2]/2+ρgh1=p2+[ρ(v2)^2]/2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)
其中ρv^2/2項(xiàng)與流速有關(guān),稱為動壓強(qiáng),而p和ρgh稱為靜壓強(qiáng)。
伯努利方程揭示流體在重力場中流動時的能量守恒。
由伯努利方程可以看出,流速快壓力低壓強(qiáng)小,流速慢壓力高壓強(qiáng)大。
伯努利方程成立的四個條件是什么?。?/p>
理想流體
恒定流
有勢流
滿足流線方程,即同一條流線上或者螺旋線,螺線,
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