hledej
fotografie dne
Bernoulliho rovnice
 
FYZIKA V POZADÍ
Mechanika
 
Kinematika
Relativnost klidu a pohybu
Poloha hmotného bodu
Dráha hmotného bodu
Průměrná a okamžitá rychlost
Rovnoměrný přímočarý pohyb
Rovnoměrně zrychlený pohyb
Volný pád
Skládání pohybů a rychlostí
Rovnoměrný pohyb po kružnici
Dynamika
Síla a její účinky
Newtonovy zákony
1. Newtonův pohybový zákon
2. Newtonův pohybový zákon
3. Newtonův pohybový zákon
Odporové síly
Hybnost tělesa
Impuls síly
Zákon zachování hybnosti
Dostředivá a odstředivá síla
Vztažné soustavy
Inerciální vztažná soustava
Neinerciální vztažná soustava
Rotující vztažná soustava
Mechanická práce
Výkon
Účinnost
Mechanická energie
Zákon zachování energie
Představy o vesmíru
Keplerovy zákony
Gravitace
Problém tří těles
Měření gravitančí konstanty
Gravitační, tíhové - kdo se v tom má vyznat
Umělé družice
Pohyby v gravitačním poli Země
Vrhy
Slapové jevy
Rozměry a pohyby Země
Tuhé těleso
Skládání a rozkládání sil
Moment síly
Dvojice sil
Těžiště a stabilita tělesa
Jednoduché stroje
Kinetická energie tuthého tělesa
Moment setrvačnosti
Volná osa
Ráz těles
Základní vlastnosti tekutin
Tlak
Pascalův zákon
Hydrostatický tlak
Spojené nádoby
Atmosférický tlak
Vztlaková síla
Plování těles
Proudění tekutin
Bernoulliho rovnice
Proudění reálné tekutiny
Obtékání těles
Vodní motory
Využití energie proudící tekutiny
Lidské tělo a tlak
Použité zdroje
 
Hydrostatický tlak v téže hloubce kapaliny je stejný. To však platí jen pro kapaliny v klidu. Jak je tomu u proudící kapaliny? U proudící kapaliny v potrubí, které má různé průměry, není tlak ve všech místech stejný. V místě s větším průřezem má proudící kapalina větší tlak, ale menší rychlost, zatímco v místě s menším obsahem průřezu má menší tlak, ale větší rychlost.

Určíme kinetickou energii, kterou má proudící kapalina o jednotkovém objemu ve vodorovné trubici. Je-li m hmotnost nějakého kapalného tělesa a v jeho rychlost, má těleso kinetickou energii
Označíme-li V objem tohoto kapalného tělesa, pak kinetická energie kapaliny o jednotkovém objemu je
bernoulliho rovnice
kde ρ je hustota kapaliny. Kinetická energie kapaliny o jednotkovém objemu je tedy větší v místě s menším průřezem. Přírůstek kinetické energie kapaliny v menším průřezu musí být podle zákona zachování energie vyrovnán úbytkem jiné energie - tlakové potenciální energie
potencílní energie
kde h je výška sloupce kapaliny. Vztáhneme-li potenciální energii na jednotkový objem dostaneme:
bernoulliho rovnice
Tlaková potenciální energie kapaliny v jednotkovém objemu se rovná hydrostatickému tlaku v hloubce h pod povrchem kapaliny.

Protože v proudící kapalině se nemůže měnit mechanická energie v jiné formy energie, je součet kinetické a tlakové potenciální energie v jednotkovém objemu kapaliny pro oba průřezy trubice stejný. Platí tedy
bernoulliho rovnice
Tento vztah se nazývá Bernoulliho rovnice a poprvé ji formuloval Daniel Bernoulli. Vyjadřuje zákon zachování energie ideální kapaliny proudící ve vodorovné trubici. Platí i pro plyny. Ty ale při malé změně teploty mění své fyzikální vlastnosti – hustotu, viskozitu apod. a navíc na rozdíl od kapalin jsou stlačitelné.

Základní tvar Bernoulliho rovnice platí jen pro ideální kapaliny, kde je průtok beze ztrát. Pro reálnou kapalinu se Bernoulliho rovnice doplňuje o ztrátovou výšku. Ke ztrátám dochází díky tření o stěny nádoby díky náhlé změně směru proudící kapaliny.

Z Bernoulliho rovnice vyplývá, že tlak proudící kapaliny klesá s rostoucí rychlostí. Při velkém zúžení trubice, kde rychlost proudu kapaliny značně vzroste, může tlak v kapalině klesnout tak, že bude menší než tlak atmosférický - v zúženém místě trubice vzniká podtlak. Jestliže v této zúžené části bude otvor, pak bude z okolí nasávat vzduch. Tento jev se také nazývá hydrodynamické paradoxon. Podtlak u proudícího vzduchu se využívá např. u rozprašovače, stříkací pistole, karburátoru nebo vodní vývěvy, jejíž princip je znázorněn na obrázku.

vodní vývěva

Ze zákona zachování energie v proudící kapalině určíme rychlost kapaliny vytékající otvorem v nádobě. V hloubce h pod volným povrchem kapaliny je tlaková potenciální energie objemové jednotky kapaliny, která se při vytékání kapaliny přemění na energii kinetickou, platí Torricelliho vzorec
torricelliho vzorec
toricelliho vzorec
Rychlost kapaliny vytékající otvorem v nádobě je stejná jako rychlost, kterou by kapalina nabyla při volném pádu z výšky h. Stejný vzorec platí i pro ideální plyny, např. pro proudění vzduchu komínem. Množství kapaliny vyteklé z otvoru za dobu t o průřezu S se vypočítá
objem vyteklé kapaliny
U reálných kapalin je díky tření výtoková rychlost i množství vyteklé kapaliny menší. Proud kapaliny nevyplňuje úplně výtokový otvor, neboť proudnice se nemohou náhle přizpůsobit změně průřezu. Množství vytékající kapaliny může klesnou až na 62 % teoretické hodnoty.

 
Copyright (c) 2008 Techmania   All rights reserved.         Powered by NetPro systems, s.r.o.           Design by Jan Dienstbier, UUD ZCU.
Creative Commons License
Edutorium - Techmania science center by Magda Vlachová, Jindřich Káža is licensed under a Creative Commons 3.0 Unported License