물리학에서 압력은 힘을 단위 면적으로 나눈 값입니다. 힘은 질량 곱하기 가속도입니다. 이것은 겨울 모험가가 똑바로서는 것이 아니라 표면에 누우면 의심스러운 두께의 얼음 위에서 더 안전한 이유를 설명합니다. 그가 얼음에 가하는 힘 (질량 곱하기 중력으로 인한 하향 가속)은 두 경우 모두 동일하지만 두 발로 서 있지 않고 평평하게 눕는 경우이 힘은 더 넓은 영역에 분산되어 빙.
위의 예는 정압을 다룹니다. 즉, 이 "문제"에서 아무것도 움직이지 않습니다 (그리고 바라건대 그 상태로 유지됩니다!). 유체 (즉, 액체 또는 기체)를 통한 물체의 움직임 또는 유체 자체의 흐름을 포함하는 동적 압력은 다릅니다.
일반 압력 방정식
언급했듯이 압력은 힘을 면적으로 나누고 힘은 질량 곱하기 가속도입니다. 질량 (미디엄)는 밀도의 곱 (ρ) 및 볼륨 (V), 밀도는 질량을 부피로 나눈 값이기 때문입니다. 즉,
\ rho = \ frac {m} {V} \ text {then} = m = \ rho V
또한 일반적인 기하학적 도형의 경우 부피를 면적으로 나누면 높이가 산출됩니다.
이것은 예를 들어 실린더에 서있는 유체 기둥에 대해 압력 (피)는 다음 표준 단위로 표현할 수 있습니다.
P = {mg \ above {1pt} A} = {ρVg \ above {1pt} A} = ρg {V \ above {1pt} A} = ρgh
여기,h유체 표면 아래의 깊이입니다. 이것은 어떤 깊이의 유체에서도 압력이 실제로 얼마나 많은 유체가 있는지에 의존하지 않는다는 것을 보여줍니다. 작은 수조 나 바다에있을 수 있으며 압력은 수심에만 의존합니다.
동적 압력
유체는 분명히 탱크에만있는 것이 아닙니다. 그들은 종종 파이프를 통해 펌핑되어 이동합니다. 움직이는 유체는 서있는 유체처럼 그 안의 물체에 압력을 가하지 만 변수는 변합니다.
물체의 총 에너지가 운동 에너지 (운동 에너지)와 잠재력의 합이라고 들었을 것입니다. 에너지 (스프링 하중에 "저장"하거나지면보다 훨씬 위에있는 에너지),이 총계는 닫힌 상태에서 일정하게 유지됩니다. 시스템. 마찬가지로 유체의 총 압력은 다음 식으로 주어진 정압입니다.ρgh식 (1/2)에 의해 주어진 동적 압력에 추가ρv2.
베르누이 방정식
위 섹션은 물리학에서 비판적 방정식의 파생물이며, 유체를 통해 이동하거나 항공기, 배관 시스템의 물을 포함하여 흐름 자체를 경험하거나 야구. 공식적으로 그것은
P_ {total} = ρgh + {1 \ 위 {1pt} 2} ρv ^ 2
이것은 유체가 주어진 폭과 주어진 높이의 파이프를 통해 시스템으로 들어가서 시스템을 떠난다는 것을 의미합니다 폭과 높이가 다른 파이프를 통해 시스템의 총 압력은 여전히 유지 될 수 있습니다. 일정한.
이 방정식은 다음과 같은 여러 가정에 의존합니다. 유체의 밀도ρ변화하지 않고 유체 흐름이 일정하며 마찰은 요인이 아닙니다. 이러한 제한에도 불구하고 방정식은 매우 유용합니다. 예를 들어, Bernoulli 방정식에서 물이 입구보다 직경이 작 으면 물이 더 빨리 이동합니다 (아마도 직관적; 강은 좁은 수로를 통과 할 때 더 빠른 속도를 보이며 더 높은 속도의 압력은 더 낮을 것입니다 (아마도 직관적이지 않음). 이 결과는 방정식의 변동에서 따릅니다.
P_1-P_2 = {1 \ 위 {1pt} 2} ρ ({v_2} ^ 2-{v_1} ^ 2)
따라서 항이 양수이고 출구 속도가 진입 속도보다 큰 경우 (즉,V2 > V1), 출구 압력은 입구 압력보다 낮아야합니다 (즉,피2 < 피1).