Фізика> Закон Торрічеллі
Це теорема про зв'язок швидкості виходу рідини з отвору в ємності і висоти рідини над ним.
завдання навчання
- Вивчити рівняння Бернуллі і визначити швидкість виходу.
Основні пункти
- Законом Торрічеллі користуються у випадку з позбавленої в'язкості і стиснення рідини (ідеальна).
- Можна обчислити результати використання рівняння Бернуллі між верхньою частиною ємності і вихідним отвором.
- На появу зв'язку впливає обмін потенційної енергії у верхній частині ємності і кінетичної на виході.
- Підсумкова кінетична енергія дорівнює тій, що отримає тіло при падінні з висоти h.
- Невязкая - рідина з нульовим показником в'язкості (внутрішнє тертя). Якщо говорити точніше, то в'язкість присутній завжди. Але часто вона сильно поступається іншим силам, тому в деяких випадках прирівнюється до нуля.
- Закон Торрічеллі - теорема про взаємовідносини швидкості виходу рідини з отвору в ємності і висоти рідини над ним. Його використовують для ідеальної рідини: 0.5 pv 2.
- Цього співвідношення можна домогтися, якщо використовувати рівняння Бернуллі між верхньою частиною ємності і вихідним отвором:
Потенційна енергія в верхній частині ємності трансформується в кінетичну на виході
(T - оцінка в верхній частині ємності, e - на виході).
Якщо припустити, що верхня частина і вихід відкриті для атмосфери, то нуль для потенційної енергії перебуває в вихідному отворі, а швидкість рідини у верхній частині резервуара в основному дорівнює нулю:
Можна застосувати це для вирішення швидкості виходу:
(Ht - відміну висот між верхньою частиною і вихідним отвором).
Ми припустили, що маємо справу з ідеальною рідиною, тому все впливають сили виступають консервативними, а значить, здійснюється обмін між потенційною і кінетичної енергіями. Тому швидкість буде такою ж, як при падінні тіла з висоти ht.
Щоб перевірити закон Торрічеллі, необхідно наповнити пластикову пляшку водою і пробити на дні невеликий отвір (діаметр - 1 см). Ви помітите: чим менше висота, тим нижче швидкість виходу.
Швидкість виходу залежить від висоти рідини над вихідним отвором
