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为何流体的压强随流速变化而减小(初中物理)

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 08:16:07
为何流体的压强随流速变化而减小(初中物理)
这个定理书上给了,但是没说为什么.
----------楼主看这里哦,这里有本质的解释,不是复制粘贴的哦,是我自己写的,绝对独到的理解,在别的地方和书上找不到的哦-------------
[1]首先用初中物理知识先把这个问题解释了:
我们选择液体中任意取的一个微小长方体的液滴为研究对象,设其长度为L
如果这个液滴处于流动状态的话.设它两侧的压强为P1 P2
由功能关系可知道:
FL=能量变化量=机械能变化量=末机械能-初机械能 (主要考虑机械能就可以了,其他能量都可以忽略)
FL=(F1-F2)L=(P1S-P2S)L=P1V-P2V (V为液滴体积)
以上两式联立可得:
P1V-P2V=末机械能-初机械能
P1V+初机械能=P2V+末机械能
当深度一定时,机械能中的 重力势能部分 两侧是相等的.
于是 PV+动能 = 常量
所以 当 速度大的时候,动能大,自然 P要变小.
[2]从本质来理解这个问题产生的原因:
P可以看作 “作功势能体密度”
ρgh可以看做 “重力势能体密度”
1/2ρv方看作 “动能体密度”
由功能关系,我们知道
作功=机械能变化量=动能变化+势能变化
作功= -作功势能变化量
(这个“作功势能”是我自己起的名字,就好比重力是作功=-重力势能变化量,“作功势能”指的是,物体可以接受到作功力作功的“潜在能力”)
于是有:
作功势能变化量+动能变化量+重力势能变化量=0
作功势能体密度变化量+动能体密度变化量+重力势能变化量=0
作功势能体密度+动能体密度+重力势能体密度= 常数
P+1/2ρv方+ρgh=常数
这就是表达“流体的压强随流速变化而减小”的 方程.
其本质就是:
功能关系中,将作功看做是作功力的势能的变化,于是变成:
能量守恒.全式除以体积:
能量体密度守恒:
P+1/2ρv方+ρgh=常数