गतिशील दबाव की गणना कैसे करें

दबाव, भौतिकी में, बल को इकाई क्षेत्र से विभाजित किया जाता है। बल, बदले में, द्रव्यमान त्वरण है। यह बताता है कि एक शीतकालीन साहसी संदिग्ध मोटाई की बर्फ पर सुरक्षित क्यों है यदि वह सीधे खड़े होने के बजाय सतह पर झूठ बोलता है; वह बल बर्फ पर लगाता है (उसका द्रव्यमान समय गुरुत्वाकर्षण के कारण नीचे की ओर तेजी से बढ़ रहा है) दोनों मामलों में समान है, लेकिन यदि वह है दो पैरों पर खड़े होने के बजाय सपाट लेटने पर, यह बल अधिक क्षेत्र में वितरित हो जाता है, जिससे उस पर रखा गया दबाव कम हो जाता है बर्फ।

उपरोक्त उदाहरण स्थिर दबाव से संबंधित है - अर्थात, इस "समस्या" में कुछ भी नहीं चल रहा है (और उम्मीद है कि यह उसी तरह रहेगा!) गतिशील दबाव अलग होता है, जिसमें तरल पदार्थ के माध्यम से वस्तुओं की गति शामिल होती है - यानी तरल पदार्थ या गैस - या स्वयं तरल पदार्थ का प्रवाह।

सामान्य दबाव समीकरण

जैसा कि उल्लेख किया गया है, दबाव क्षेत्र द्वारा विभाजित बल है, और बल द्रव्यमान त्वरण है। द्रव्यमान (), हालांकि, घनत्व के उत्पाद के रूप में भी लिखा जा सकता है (ρ) और मात्रा (वी), चूंकि घनत्व केवल द्रव्यमान को आयतन से विभाजित किया जाता है। अर्थात्, चूंकि:

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\rho=\frac{m}{V}\text{ फिर } = m=\rho V

साथ ही, नियमित ज्यामितीय आकृतियों के लिए, आयतन को क्षेत्रफल से विभाजित करने पर केवल ऊँचाई प्राप्त होती है।

इसका मतलब यह है कि, मान लीजिए, एक सिलेंडर में खड़े तरल पदार्थ के एक स्तंभ के लिए, दबाव (पी) को निम्नलिखित मानक इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है:

पी = {मिलीग्राम \ ऊपर {1pt}ए} = {ρVg \ऊपर{1pt}ए}= ρg{V \ऊपर{1pt}ए} = ρgh

यहाँ,एचद्रव की सतह के नीचे की गहराई है। इससे पता चलता है कि द्रव की किसी भी गहराई पर दबाव वास्तव में इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि तरल पदार्थ कितना है; आप एक छोटे टैंक या समुद्र में हो सकते हैं, और दबाव केवल गहराई पर निर्भर करता है।

गतिशील दबाव

तरल पदार्थ स्पष्ट रूप से सिर्फ टैंकों में नहीं बैठते हैं; वे चलते हैं, अक्सर एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाने के लिए पाइप के माध्यम से पंप किए जाते हैं। गतिमान तरल पदार्थ अपने भीतर की वस्तुओं पर वैसे ही दबाव डालते हैं जैसे खड़े तरल पदार्थ करते हैं, लेकिन चर बदल जाते हैं।

आपने सुना होगा कि किसी वस्तु की कुल ऊर्जा उसकी गतिज ऊर्जा (उसकी गति की ऊर्जा) और उसके विभव का योग होती है। ऊर्जा (वह ऊर्जा जो वसंत लोडिंग या जमीन से बहुत ऊपर होने पर "संग्रहित" होती है), और यह कुल बंद में स्थिर रहता है सिस्टम इसी तरह, किसी द्रव का कुल दबाव उसका स्थिर दबाव होता है, जो व्यंजक द्वारा दिया जाता हैअघीऊपर व्युत्पन्न, इसके गतिशील दबाव में जोड़ा गया, अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया (1/2)v2.

बर्नौली समीकरण

उपरोक्त खंड भौतिकी में एक महत्वपूर्ण समीकरण की व्युत्पत्ति है, जिसमें किसी भी चीज के निहितार्थ हैं एक तरल पदार्थ के माध्यम से चलता है या अनुभव स्वयं प्रवाहित होता है, जिसमें विमान, प्लंबिंग सिस्टम में पानी, या बेसबॉल औपचारिक रूप से, यह है

P_{कुल} = gh + {1 \ऊपर{1pt}2} v^2

इसका अर्थ यह है कि यदि कोई द्रव किसी दिए गए चौड़ाई और दी गई ऊंचाई पर पाइप के माध्यम से सिस्टम में प्रवेश करता है और सिस्टम को छोड़ देता है एक पाइप के माध्यम से एक अलग चौड़ाई और एक अलग ऊंचाई पर, सिस्टम का कुल दबाव अभी भी बना रह सकता है लगातार।

यह समीकरण कई मान्यताओं पर निर्भर करता है: कि द्रव का घनत्वρनहीं बदलता है, वह द्रव प्रवाह स्थिर है, और वह घर्षण एक कारक नहीं है। इन प्रतिबंधों के साथ भी, समीकरण असाधारण रूप से उपयोगी है। उदाहरण के लिए, बर्नौली समीकरण से, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि जब पानी एक वाहिनी छोड़ता है जिसमें a. होता है इसके प्रवेश बिंदु की तुलना में छोटा व्यास, पानी तेजी से यात्रा करेगा (जो कि संभवतः. है) सहज ज्ञान युक्त; संकरी नालों से गुजरते समय नदियाँ अधिक वेग प्रदर्शित करती हैं) और उच्च वेग पर इसका दबाव कम होगा (जो शायद सहज नहीं है)। ये परिणाम समीकरण पर भिन्नता से अनुसरण करते हैं

P_1 - P_2 = {1 \ऊपर{1pt}2}ρ({v_2}^2 - {v_1}^2)

इस प्रकार यदि पद धनात्मक हैं और निकास वेग प्रवेश वेग से अधिक है (अर्थात,वी2 > ​वी1), निकास दबाव प्रवेश दबाव से कम होना चाहिए (अर्थात,पी2​ < ​पी1​).

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