호스를 손가락으로 막으면 물이 분사됩니다
- 정원ホース 끝을 손가락으로 막으면 물이 갑자기 멀리 그리고 빠르게 뿌려집니다.
- 개구부를 좁혔으므로 동일한 흐름이 통과하기 위해 속도를 높여야 했습니다.
- 흐르는 유체는 보존 법칙을 따릅니다: 질량과 에너지 모두 보존됩니다.
- 이들은 두 가지 강력한 규칙을 제공합니다—연속성 방정식과 베르누이 원리.
연속성: 들어온 것은 나간다는 뜻입니다
- 정상 흐름에서 유체가 각 지점을 통해 초당 이동하는 양은 어디나 동일합니다.
- 연속성: $A_1 v_1 = A_2 v_2$ — 단면적과 속도의 곱은 파이프 내내 일정합니다.
- 따라서 좁은 부분은 더 빠른 흐름을, 넓은 부분은 느린 흐름을強制합니다.
- 이는 단순히 질량의 보존입니다: 유체가 쌓이거나 사라지지 않습니다.
파이프를 통한 흐름을 따르십시오
좁아지는 파이프를 통해 흐르는 과정을 분석하여 파이프가 좁은 부분에서 흐름 속도가 빨라지는 것을 확인하십시오.
$2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ 속도로 흐르는 물이 면적 $6\ \text{cm}^2$인 파이프에서 면적 $2\ \text{cm}^2$인 파이프로 들어갑니다. 새로운 흐름 속도($\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ 단위)는 얼마인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$A_1 v_1 = A_2 v_2 \Rightarrow 6 \times 2 = 2 v_2 \Rightarrow v_2 = 6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
연속성 방정식 $A_1 v_1 = A_2 v_2$은 다음 중哪一个의 보존 법칙을 나타냅니다:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
유체가 쌓이거나 사라지지 않습니다 — 이는 질량 보존 법칙입니다.
정상 흐름에서 유체는 파이프의 좁은 부분을 더 빠르게 통과합니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
연속성($A_1 v_1 = A_2 v_2$)은 면적이 작은 곳에서 더 빠른 속도를 요구합니다.
베르누이: 빠른 흐름, 낮은 압력
- 베르누이 원리는 흐르는 유체에서의 에너지 보존에서 유래합니다.
- 유체가 빠르게 흐르는 곳에서는 압력이 낮으며, 느려지면 압력이 상승합니다.
- 이는 에너지의 교환입니다: 흐름을 빠르게 하려면 압력 에너지가 소모됩니다.
- 이것이 빠른 기류가 낮은 압력을 가져 주변 물체를 안쪽으로 밀어 넣는 이유입니다.
베르누이의 원리에 따르면, 유체가 빠르게 흐르는 곳에서의 압력은:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
빠른 흐름은 낮은 압력을 의미합니다 — 베르누이 원리의 에너지 교환 관계입니다.
베르누이의 원리는 흐르는 유체 내에서 ____의 보존에서 유래했습니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
흐르는 유체에 대한 에너지 보존 법칙입니다.
흐르는 유체에 대한 모든 정확한 문장을 선택하십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
연속성(질량)은 좁은 파이프에서 흐름을 가속화하고, 베르누이(에너지)는 빠른 흐름과 낮은 압력을 연결합니다.
보존 법칙은 일상의 유동 현상을 설명합니다
- 비행기 날개는 공기를 위쪽으로 빠르게 보내 압력을 낮추어 양력을 생성합니다.
- 회전하는 공이 휘어지는 것은 한쪽의 공기 흐름이 다른 쪽보다 빨라지기 때문입니다.
- 굴뚝은 바람이 불 때 더 잘 연기가 빠지는데, 이는 상단의 빠른 공기 흐름으로 인해 압력이 낮아지기 때문입니다.
- 연속성 방정식과 베르누이의 원리는 모두 유체라는 옷을 입힌 보존 법칙입니다.
베르누이의 원리는 종종 반대로 설명되기도 합니다. 실제로는 빠른 흐름 ⇒ 낮은 압력이며, 높은 압력이 아닙니다. 그리고 연속성($A_1 v_1 = A_2 v_2$)은 유체가 좁은 관에서 빨라진다는 것입니다. 이는 "공간이 좁으면 느리다"는 직관과는 정반대입니다.
수직 속도가 $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$인 물이 단면적이 $6\ \text{cm}^2$인 관을 통과한 후, 단면적이 $2\ \text{cm}^2$인 좁은 부분에 들어갑니다.
- 연속성: $A_1 v_1 = A_2 v_2 \Rightarrow 6 \times 2 = 2 \times v_2$.
- $v_2 = \dfrac{12}{2} = 6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ — 좁은 부분에서는 세 배速度快.
유동하는 유체는 질량과 에너지를 보존합니다. 연속성($A_1 v_1 = A_2 v_2$)은 관이 좁을수록 흐름이 빠르다는 것을 의미합니다. 베르누이의 원리는 흐름이 빠르면 압력이 낮아진다고 말합니다. 이 둘이 결합되어 양력, 커브볼 및 일상의 대부분의 유동 현상을 설명합니다.