La legge di Bernoulli – dal mondo della fisica di Eric Weisstein


Questa voce ha contribuito da Dana Romero

La legge di Bernoulli descrive la comportamento di un fluido in diverse condizioni di flusso e altezza. Indica

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dove P è la pressione statica (in Newton per metro quadrato), è la densità del fluido (in kg per metro cubo), v è la velocità del flusso del fluido (in metri al secondo) e h è laltezza sopra una superficie di riferimento. Il secondo termine in questa equazione è noto come pressione dinamica. Leffetto descritto da questa legge è chiamato effetto di Bernoulli e (1) è talvolta noto come equazione di Bernoulli.

Per una derivazione euristica della legge, immagina un tubo attraverso il quale scorre un fluido ideale a una velocità costante. Indichiamo con W il lavoro svolto applicando una pressione P su unarea A, producendo un offset di o una variazione di volume di . Lascia che un pedice 1 denoti particelle di fluido in un punto iniziale lungo il tubo e un pedice 2 denoti particelle di fluido più in basso nel tubo. Quindi il lavoro svolto dalla forza di pressione

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ai punti 1 e 2 è

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e la differenza è

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Equivalente alla variazione dellenergia totale (scritta come la somma delle energie cinetiche e potenziali fornisce

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Equalizzazione di (6) e (5),

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che, al momento della riorganizzazione, restituisce

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quindi scrivendo la densità come si ottiene

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Questa quantità è costante per tutti i punti lungo la linea di flusso, e questo è il teorema di Bernoulli, formulato per la prima volta da Daniel Bernoulli

nel 1738. Sebbene non sia un nuovo principio, è unespressione della legge di conservazione dellenergia meccanica in una forma più conveniente per la meccanica dei fluidi.

Un altro la derivazione rigorosa procede utilizzando lequazione unidimensionale del moto invisibile di Eulero,

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lungo una linea di flusso, dove u è usato per la velocità invece di v (una convenzione comune nella meccanica dei fluidi).Lintegrazione fornisce

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In un campo gravitazionale, questo diventa

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Tuttavia, se il flusso ha vorticità zero,

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ma

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quindi, per un flusso incomprimibile,

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in tutto il fluido.

Effetto Bernoulli, paradosso di “Alembert”, pressione dinamica, teorema di Kutta-Zhukovski, portanza, coefficiente di portanza, forza di portanza, pressione statica

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