பெர்னோலி தத்துவம்

நகரும் ஒரு பாய்மம், அழுத்தத்தை வேகத்திற்கு மாற்றுகிறது: அது வேகமாக ஓடும் இடத்திலெல்லாம், அது பக்கவாட்டில் குறைவாகவே தள்ளும், எனவே அதன் அழுத்தம் குறையும். இதனால்தான், ஒரு வளைந்த இறக்கையின் மேல் ஓடும் காற்று அல்லது ஒரு குறுகிய குழாய் வழியாக நெருங்கும் தண்ணீர், அதை சுற்றியுள்ள மெதுவான பாய்மத்தை விட குறைந்த அழுத்தத்தில் இழுக்கிறது.

சூத்திரம்

P + ½ · ρ · v² = constant

  • P — அழுத்தம் (Pa): பாய்மம் அலகு பரப்புக்கு செலுத்தும் தள்ளும் விசை
  • ρ — அடர்த்தி (kg/m³): பாய்மத்தின் ஒவ்வொரு கன மீட்டரிலும் எவ்வளவு நிறை அடைக்கப்பட்டுள்ளது
  • v — வேகம் (m/s): அந்த புள்ளியில் பாய்மம் எவ்வளவு வேகமாக ஓடுகிறது

தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு

1000 கிலோகிராம் கன மீட்டர் அடர்த்தி கொண்ட தண்ணீர், அகலமான ஒரு குழாயில் 2 மீட்டர் வினாடி வேகத்தில் ஓடி, பின்னர் ஒரு குறுகிய பகுதியில் 4 மீட்டர் வினாடி வேகமாகிறது. அழுத்தம் எவ்வளவு விழும்?

  • ρ = 1000 kg/m³
  • v₁ = 2 m/s
  • v₂ = 4 m/s
  1. ΔP = ½ · ρ · (v₂² − v₁²)
  2. ΔP = ½ · 1000 kg/m³ · (16 − 4) m²/s²

ΔP = 6000 Pa

உங்களைச் சோதியுங்கள்

தண்ணீர், அகலமான ஒரு குழாயிலிருந்து ஒரு குறுகிய பகுதிக்கு ஓடுகிறது, எனவே அதன் வேகம் அதிகரிக்கிறது. குறுகிய பகுதியில் அதன் அழுத்தத்திற்கு என்ன நடக்கும்?
  • அது அதிகரிக்கும்
  • சரியான விடை: அது குறையும்
  • அது அப்படியே இருக்கும்

சரி! வேகமான ஓட்டம் என்பது குறைந்த அழுத்தம் — அதுவே நடைமுறையில் பெர்னோலி தத்துவம்.

அதே தண்ணீர், இன்னும் 1000 கிலோகிராம் கன மீட்டர், அகலமான குழாயில் இன்னும் 1 மீட்டர் வினாடி, ஆனால் இப்போது குறுகிய பகுதியில் 3 மீட்டர் வினாடி வேகமாகிறது. அழுத்த வீழ்ச்சி என்ன?
  • சரியான விடை: 4000 Pa
  • 8000 Pa
  • 1000 Pa

சரியாக — ΔP = ½ · 1000 · (9 − 1) = ½ · 1000 · 8 = 4000 Pa.

இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்

ஒரு விமான இறக்கை செவ்வியல் விஷயம்: வளைந்த மேற்பரப்பின் மேல் ஓடும் காற்று, கீழே உள்ள காற்றை விட வேகமாக நகர்கிறது, எனவே இந்த தத்துவத்தால் அதன் அழுத்தம் குறைகிறது, மற்றும் இறக்கை மேலிருந்து அழுத்தப்படுவதை விட கீழிருந்து அதிக வலுவாக மேல்நோக்கித் தள்ளப்படுகிறது. அதே வேகமான-ஓட்டம்-என்பது-குறைந்த-அழுத்தம் ஜோடி, ஓடும் தண்ணீருக்கு மேலே ஒரு குளியல் திரைச்சீலையை உள்நோக்கி இழுக்கும், நீங்கள் இரண்டு தாள்களுக்கு இடையில் ஊதினால் அவற்றை ஒன்றாக இழுக்கும்.

பொதுவான தவறுகள்

தவறான எதிர்வினை தத்துவத்தை தலைகீழாக்குகிறது: குறுகிய பகுதியில் பாய்மம் வேகமாக நகர்வதால், அங்கே அது நிச்சயமாக அதிகமாகத் தள்ளும் — உண்மையில் வேகமான ஓட்டம் என்பது குறைந்த அழுத்தம், ஏனெனில் அந்த வேகம் அழுத்தத்தால் வாங்கப்பட்டது. இயற்கணிதத்தையும் கவனியுங்கள்: வீழ்ச்சி, வர்க்கங்களின் வேறுபாட்டை சார்ந்தது, v₂² − v₁² — ஒவ்வொரு வேகத்தையும் முதலில் வர்க்கமாக்கி, இரண்டாவதாகக் கழியுங்கள். 2 மற்றும் 4 m/s வேகங்களுக்கு வர்க்க வேறுபாடு 16 − 4 = 12, (4 − 2)² = 4 அல்ல.

இது எவ்வாறு இணைகிறது

இது ஓடும் ஒரு பாய்மத்திற்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட ஆற்றல் அழிவின்மை: ½ · ρ · v² உறுப்பு, அலகு கன அளவுக்கு இயக்க ஆற்றல், அழுத்தம் பாய்மத்தின் சேமிக்கப்பட்ட தள்ளும் திறன், அவற்றின் கூடுதல் நிலையாக இருக்கும்போது ஒரு ஓட்டக் கோட்டுடன் முன்னும் பின்னும் மாறுபது. இது பாய்மங்கள் அலகை முடிக்கிறது — ஓய்வில் அழுத்தம், கடத்தப்படும் அழுத்தம், மிதப்பாக அழுத்தம், மற்றும் இறுதியாக வேகத்திற்கு மாற்றப்படும் அழுத்தம்.

ஊடாடும் உருவகத்தை முயற்சியுங்கள்

தொடர்புடைய கருத்துகள்