§ 52. РУХ РІДИНИ (І ГАЗІВ) по трубах. ЗАКОН Бернуллі. питання

1. 1. Чому в вузьких частинах труби швидкість руху рідини більше, ніж в широких? 1. Швидкість рідини...
2. 3. Чи можна вважати, що закон Бернуллі - наслідок закону збереження енергії?
3. 4. До якого виду механічних сил належить сила, яка прискорює рух рідини у вузьких місцях труби?
4. 5. Чому на наконечниках пожежних шлангів отвори вузькі?
5. 6. У чому відмінність між водоструминним насосом і пульверизатором?

1. Чому в вузьких частинах труби швидкість руху рідини більше, ніж в широких?

1. Швидкість рідини і перетин труби. Припустимо, що рідина тече по горизонтальній трубі, перетин якої в різних місцях різний (частина такої труби зображена на малюнку 147).

Виділимо подумки кілька перетинів в трубі, площі яких позначимо через S1, S2, S3. За якийсь проміжок часу t через кожне з цих перетинів повинна пройти рідина одного і тозі ж обсягу (однієї і тієї ж маси) Вся рідина, яка за час t проходить через перший перетин повинна за цей же час пройти і через друге перетин, і третє розтин. Якби це було не так і через перетин площею S3 за час t пройшло менше рідини, ніж через перетин площею S2, то надлишок рідини повинен був десь накопичуватися. Але рідина заповнює трубу, і накопичуватися їй ніде. Зауважимо, що ми вважаємо, що рідина даної маси всюди має один і той же обсяг, що вона не може стискуватися (про рідини кажуть, що вона нестислива).

Як же може рідина, яка пропливла через перше перетин, «встигнути» за той же час протекти і через значно менший перетин площею S2? Очевидно, що для цього при проходженні вузьких частин труби швидкість руху рідини повинна бути більше, ніж при проходженні широких.

2. У чому полягає закон Бернуллі?

2. Тиск рідини, що тече в трубі, більше в тих частинах труби, де швидкість її руху менша, і навпаки, в тих частинах, де швидкість більше, тиск менше.

3. Чи можна вважати, що закон Бернуллі - наслідок закону збереження енергії?

3. Можна. Швидкість і тиск. Так як при переході рідини з широкого ділянки труби в вузький швидкість течії збільшується, то це означає, що десь на кордоні між вузьким і широким ділянками труби рідина отримує прискорення. А за другим законом Ньютона для цього на цьому кордоні повинна діяти сила.

Цією силою може бути тільки різниця між силами тиску в широкому і вузькому ділянках труби (адже труба горизонтальна, так що сила тяжіння скрізь однакова). У широкому ділянці труби тиск повинен бути більше, ніж у вузькому.

Цей висновок безпосередньо випливає з закону збереження енергії.

4. До якого виду механічних сил належить сила, яка прискорює рух рідини у вузьких місцях труби?

4. Сила тиску рідини - це і є сила пружності стислої рідини.

5. Чому на наконечниках пожежних шлангів отвори вузькі?

5. Т.к у вузьких частинах труб швидкість течії рідини велика

6. У чому відмінність між водоструминним насосом і пульверизатором?

6. Тиск рідини, що тече в трубі, більше в тих частинах труби, де швидкість її руху менша, і навпаки, в тих частинах, де швидкість більше, тиск менше.

Можна, отже, підібрати таке мале перетин, щоб тиск в ньому було менше атмосферного. На цьому заснована дія водострумного насоса. Струмінь води пропускають через трубку А з вузьким отвором на кінці (рис. 148). Тиск рідини у отвори можна зробити менше атмосферного. Тоді повітря з відкачуваного судини через трубку В втягується до кінця трубки А і видаляється разом з водою.

Закон Бернуллі належить не тільки до рідини, але і до газу, якщо газ не стискується настільки, щоб змінився його обсяг. Тому в вузьких частинах труб, по яких тече газ, тиск теж може бути зроблено менше атмосферного. На цьому заснована дія пульверизатора, в якому швидкий потік газу захоплює за собою рідину.