Νόμος του Μπερνούλι
Η αρχή του Bernoulli είναι μια ιδέα της δυναμικής των ρευστών. Λέει ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα του ρευστού, τόσο μειώνεται η πίεση. Η φωτογραφία στα δεξιά δείχνει ότι αυτό συμβαίνει. Ο αέρας στο φαρδύ τμήμα του σωλήνα έχει υψηλότερη στατική πίεση από το λεπτό τμήμα. Για μια σταθερή ροή, η ποσότητα του ρευστού που εισέρχεται στο σωλήνα πρέπει να είναι ίση με την ποσότητα που εξέρχεται από το σωλήνα, οπότε η ταχύτητα του ρευστού στο λεπτό τμήμα πρέπει να αυξηθεί.
Όταν μια δύναμη δρα σε μια περιοχή, ονομάζεται "πίεση". Μια υψηλότερη πίεση ωθεί (επιταχύνει) το ρευστό προς τη χαμηλότερη πίεση. Έτσι, κάθε αλλαγή στην ταχύτητα ενός ρευστού πρέπει να συνδυάζεται με μια αλλαγή στην πίεση (δύναμη). Ο Bernoulli είδε ότι ενώ το ρευστό κινούνταν πιο γρήγορα στο μικρότερο τμήμα του σωλήνα, η πίεση γινόταν μικρότερη. Σημειώστε ότι αυτό αναφέρεται σε μεταβολές της ταχύτητας και της πίεσης κατά μήκος ενός ενιαίου μονοπατιού ροής και δεν ισχύει για δύο διαφορετικές ροές με διαφορετικές ταχύτητες.
Η πλήρης εκδοχή της αρχής του Bernoulli περιλαμβάνει τόσο το έργο από την πίεση όσο και από τις μεταβολές της δυναμικής ενέργειας από τις μεταβολές του ύψους. Σε αυτή τη μορφή, η αρχή λέει ότι το σύνολο της πίεσης, της κινητικής ενέργειας και της δυναμικής ενέργειας είναι μια σταθερά. (Ο Bernoulli δεν λαμβάνει υπόψη του το ιξώδες ή τη συμπιεστότητα).
Ένα venturi που δείχνει την αρχή του Bernoulli. Το νερό στα δεξιά είναι χαμηλότερο λόγω της υψηλότερης πίεσης στο μεγάλο σωλήνα.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η αρχή του Μπερνούλι;
A: Η αρχή του Bernoulli είναι μια έννοια της δυναμικής των ρευστών που δηλώνει ότι καθώς αυξάνεται η ταχύτητα ενός ρευστού, μειώνεται η πίεση.
Ερ: Πώς αποδεικνύεται η αρχή του Μπερνούλι στη φωτογραφία στα δεξιά;
Α: Η φωτογραφία δείχνει ότι ο αέρας στο φαρδύ τμήμα του σωλήνα έχει υψηλότερη στατική πίεση από το λεπτό τμήμα, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η ταχύτητα του ρευστού στο λεπτό τμήμα.
Ερ: Τι είναι η πίεση;
Α: Η πίεση είναι μια δύναμη που ασκείται σε μια περιοχή.
Ερ: Τι συμβαίνει όταν μεταβάλλεται η ταχύτητα ενός ρευστού;
Α: Μια αλλαγή στην ταχύτητα ενός ρευστού πρέπει να συνοδεύεται από μια αλλαγή στην πίεση ή τη δύναμη.
Ερ: Ισχύει η αρχή του Bernoulli για δύο διαφορετικές ροές με διαφορετικές ταχύτητες;
Α: Όχι, η αρχή του Bernoulli ισχύει μόνο για αλλαγές στην ταχύτητα και την πίεση κατά μήκος μιας ενιαίας διαδρομής ροής.
Ε: Τι περιλαμβάνει η πλήρης έκδοση της αρχής του Bernoulli;
Α: Η πλήρης εκδοχή της αρχής του Bernoulli περιλαμβάνει τόσο το έργο από την πίεση όσο και από τις μεταβολές της δυναμικής ενέργειας από τις μεταβολές του ύψους.
Ε: Τι δεν λαμβάνει υπόψη η αρχή του Bernoulli;
Α: Η αρχή του Bernoulli δεν λαμβάνει υπόψη το ιξώδες ή τη συμπιεστότητα.
