為什麼這篇水管壓力流速鄉民發文收入到精華區:因為在水管壓力流速這個討論話題中,有許多相關的文章在討論,這篇最有參考價值!作者mgtsai ()看板Physics標題Re: [問題] 為什麼流速大,壓力小 但是....時間...
提到流速與壓力的關係
我們考慮一下比較貼近真實的情形
在大一的普通物理就有教過,在水管中,由於黏滯力的緣故,流速並不是定值
而是較靠近中央處,流速愈快
而靠近管壁處,流速愈慢,在貼近管壁處的流速趨近於零
以下圖表示:
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此時若打算引入白努力定律,這時問題來了:
白努力定律的中的流速項,倒底是取水管中何處的流速值?
是取水管中央處的流速呢?
還是水管壁處的流速?
還是取整個水管截面的平均流速?
依正常而言,我們所說的水壓
一般是指水管壁所承受的水壓
那麼,白努力定律的中的流速項,應該是取水管壁處的流速比較合理吧?
問題來了,若是取水管壁處的流速
那麼,由於水流在貼近管壁處的流速趨近於零
套入白努力定律的流速項,其值應該為代入零
這下好玩了,無論中央處的流速多快
所得到的水管壁處壓力值,與水靜止不動時是相同的
這與大家平常的實驗,水流愈快,壓力愈低的經驗是不相符的
若不取管壁處的流速,那該取哪邊的呢?
取中央處?想像一下,若這根水管是自來水公司為了運水用,直徑兩米的水管
我們要量的是水管壁的壓力,流速的取值卻是取中央
兩者參考點差了一米,好像也不太對勁吧
或許我們可以以整個水管截面的平均流速來代入吧
但問題更大的,其實是白努力定律本身
它沒有將流體黏滯力納入考慮
過度簡化的結果,以致於真實應用時,就連最簡單的水管中的水流,都會出狀況
這麼說吧,自己真正做實驗,仔細記錄水流流速(取平均值),與水壓之間的關係
代入白努力定律,應該會有不小的誤差吧
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流體本身是一種很複雜的現象
全世界沒有人可以完全搞懂它
但在中學的物理,面對流體的問題
一方面它在日常生活中是很普遍的現像
無法因為流體問題很複雜很難,在課程中就跳過流體問題忽略不談
但又要考慮中學生的程度又不宜帶入太艱難的處理方法
所以,白努力定律就在這種情況上,在中學教材上勉強拿來使用
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