Sisu
Füüsikas jagatakse rõhk jõud jagatud pindalaga. Jõud on omakorda mass korda kiirendus. See seletab, miks talvine seikleja on küsitava paksusega jääl turvalisem, kui ta asub pikali, mitte püsti; jõud, mida ta avaldab jääle (tema mass korrutatakse raskusjõu mõjul allapoole kiirenedes), on mõlemal juhul sama, kuid kui ta lamab tasaselt, mitte seisab kahel jalal, jaguneb see jõud suuremale alale, langetades sellega jääle asetatud rõhk.
Ülaltoodud näide käsitleb staatilist rõhku - see tähendab, et miski selles "probleemis" ei liigu (ja loodetavasti jääb see nii!). Dünaamiline rõhk on erinev, hõlmates objektide liikumist vedelike - see tähendab vedelike või gaaside - kaudu või vedelike endi voogu.
Üldine rõhuvõrrand
Nagu märgitud, jagatakse rõhk jõuga pindalaga ja jõud on mass korda kiirendus. Missa (m), võib siiski kirjutada ka tiheduse korrutisena (ρ) ja maht (V), kuna tihedus jagatakse lihtsalt massiga ruumala järgi. St alates ρ = m/V, m = ρV. Samuti annab tavaliste geomeetriliste kujundite korral pindalaga jagatud ruumala lihtsalt kõrguse.
See tähendab, et näiteks silindris oleva vedelikukolonni rõhk (Lk) saab väljendada järgmistes standardühikutes:
P = {mg üle {1pt} A} = {ρVg üle {1pt} A} = ρg {V üle {1pt} A} = ρgh
Siin h on vedeliku pinna all olev sügavus. See näitab, et rõhk vedeliku mis tahes sügavusel ei sõltu tegelikult sellest, kui palju vedelikku seal on; võite asuda väikeses paagis või ookeanis ja rõhk sõltub ainult sügavusest.
Dünaamiline rõhk
Vedelikud ei istu ilmselt ainult paakides; nad liiguvad, pumbatakse sageli torude kaudu, et ühest kohast teise pääseda. Liikuvad vedelikud avaldavad neis olevatele objektidele survet nagu seisvad vedelikud, kuid muutujad muutuvad.
Võib-olla olete kuulnud, et objekti koguenergia on selle kineetilise energia (liikumise energia) ja potentsiaalse energia (energia, mida see "salvestab" vedru laadimisel või maapinnast kaugel) summa ja et see suletud süsteemides jääb koguarv konstantseks. Samamoodi on vedeliku kogurõhk selle staatiline rõhk, mis on antud avaldisega ρgh eespool saadud, millele on lisatud selle dünaamiline rõhk avaldisega (1/2) ρv2.
Bernoulli võrrand
Ülaltoodud osa on füüsikalise kriitilise võrrandi tuletamine, mis mõjutab kõike, mis liigub läbi vedeliku või kogeb ise voolu, sealhulgas lennukid, vesi torustikus või pesapallid. Formaalselt on
P_ {kokku} = ρgh + {1 ülal {1pt} 2} ρv ^ 2See tähendab, et kui vedelik siseneb süsteemi läbi kindla laiuse ja etteantud kõrgusega toru ja lahkub süsteemist läbi erineva laiuse ja erineva kõrgusega toru, võib süsteemi kogurõhk jääda samaks.
See võrrand tugineb paljudele eeldustele: See vedeliku tihedus ρ ei muutu, et vedeliku vool on ühtlane ja hõõrdumine pole tegur. Isegi nende piirangute korral on võrrand erakordselt kasulik. Näiteks Bernoulli võrrandi abil saate kindlaks teha, et kui vesi väljub kanalist, mille läbimõõt on väiksem kui sisenemispunktis, liigub vesi kiiremini (mis on ilmselt intuitiivne; jõed näitavad kitsaste kanalite läbimisel suuremat kiirust) ) ja selle rõhk suurema kiiruse korral on madalam (mis pole tõenäoliselt intuitiivne). Need tulemused tulenevad võrrandi variatsioonist
P_1 - P_2 = {1 ülal {1pt} 2} ρ ({v_2} ^ 2 - {v_1} ^ 2)Seega, kui tingimused on positiivsed ja väljumiskiirus on suurem kui sisenemiskiirus (see tähendab, v2 > v1), peab väljumisrõhk olema madalam kui sisenemisrõhk (st Lk2 < Lk1).