Физика шланга
Jul. 27th, 2010 09:04 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
leblonЧто-то моя физическая интуиция совсем заскорузла. Мне недавно задали детский вопрос: почему когда диаметр отверстия на выходе садового шланга делаешь маленьким, то вода бьет с большей скоростью? Думал я думал, и ничего не придумал. Прошло две недели, и только сегодня я сообразил, что там происходит.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
(no subject)
Date: 2010-07-28 04:25 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 04:38 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 05:01 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 04:58 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 07:08 am (UTC)v_1*S_1=v_2*S2
r*v_1^2/2+P=r*v_2^2/2, где P - давление, которое создает насос, давлением на выходе пренебрегаем, r - плотность воды. Вас интересовал предел S_2 \to 0? Не вопрос, v_2=\sqrt{2P/r}. Если P=3 атм, v_2=25м/с, на порядок меньше скорости звука. Что здесь неправильно?
(no subject)
Date: 2010-07-28 09:09 am (UTC)Скорость истечения из микроскопической дырки определяется вязкостью жидкости и, действительно, будет расти (считая напор постоянным) при увеличении размера дырки, но до определённых пределов. Похожий эффект будет достигнут, если без всякого изменения дырки завязать шланг в несколько узлов: из-за трения о стенки скорость вылета струи упадет. При размере дырки, когда (дополнительным) трением можно пренебречь, уменьшение размера повлечёт увеличение скорости.
Посерёдке будет максимум ;-)
(no subject)
Date: 2010-07-28 09:44 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 09:51 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 04:36 am (UTC)З. Ы. A вопрос просто отличный, да!
(no subject)
Date: 2010-07-28 04:44 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 05:03 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 07:08 am (UTC)Ответ на контрольный вопрос: скорость, по тому же закону Бернулли, зависит от давления столба в баке, но не от диаметра выходного отверстия.
По моему рассуждению (система бак — узкий кран — толстый шланг — сужение на конце) выходит, что скорость должна возрастать. С другой стороны, если не рассматривать всю требуху вплоть до самого выхода из шланга, как бы должно быть одинаково. Что-то я уже во всем сомневаюсь ближе к полуночи. Неужели вязкость при чем? В чем я уверен, так это в том, что (1) давление в шланге действительно повышается, если конец затыкать (его раздувает) и (2) если держать душ так, чтобы струя била горизонтально, то хорошо заметно, что, по мере открывания крана, скорость истечения увеличивается, струя бьет дальше. А судя по контрольному ответу — не должна. Ай, запутали вы меня совсем… Хорошая задачка. Да, трение в трубе важно. Не подсказывайте только. :-)
(no subject)
Date: 2010-07-28 05:06 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 08:08 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 05:19 am (UTC)(update. shit... have to figure out myself... :)
(no subject)
Date: 2010-07-28 05:50 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 06:08 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 06:43 am (UTC)ток - поток
напряжение - давление
сопротивление - сопротивление
(no subject)
Date: 2010-07-28 08:16 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-29 03:52 am (UTC)I = U / R (1)
можно переписать в виде
U = I * R (2)
В цепи из двух последовательно соединенных сопротивлений
U = U1 + U2 (3)
R = R1 + R2 (4)
Ток естественно один и тот же
I1 = I2 (5)
Из формулы (2) следует, что напряжение на участке цепи пропорционально его сопротивлению, то есть если R1 > R2 то и U = U1 > U2
(сумма напряжений, заметим постоянна)
Эквивалентно:
напряжение на участке цепи обратно пропорционально его проводимости.
На языке
сантехниковводпроводчиков:падение давления на участке трубы обратно пропорционально его пропускной способности.
Если мы на пути потока ставим преграду с маленькой дырочкой или пережимаем резиновый шланг, то именно в этом месте создается наибольшее давление, точнее сосредотачивается наибольшая часть того давления, создаваемого насосом.
Давление большое - скорость большая, давление маленькое - скорость маленькая. Вот и вся наука.
(no subject)
Date: 2010-07-29 02:21 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-30 02:41 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-29 06:10 pm (UTC)Бернулли?
Date: 2010-08-12 09:37 pm (UTC)Вся ли? Хотелось бы услышать разъяснение, почему это не противоречит Закону Бернулли. http://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_meter
Re: Бернулли?
Date: 2010-08-13 03:02 am (UTC)Не надо глубоко копать
F = m * a
и т.д.
(no subject)
Date: 2010-07-28 07:22 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 07:34 am (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 08:10 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 12:54 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 08:17 pm (UTC)(no subject)
Date: 2010-07-28 08:32 pm (UTC)