В комментариях часто задавали вопрос, насколько во время наводнения эффективны те металлические заграждения, которые установлены сейчас в Праге. ( Вот ответ )
Ну, если ладонь, например, взять за 10х10см = 0.01 м^2, и представить, что вы давите всей массой тела на ладонь, то эта масса соответсвтвующая 2 кПа: p = F/S = m*g/S m = p*S/g = 2000*0.01/10 = 2 кг
Нужно считать не в нижней точке, а интеграл брать от нуля до нижней точки. Будет в половину меньше.
Да, я меня есть учёная степень по физике.
апд.: как верно заметил greyrat_ru, нужно ещё учесть падение давления за счёт закона Бернулли, но я ещё добавлю, что вода в этом месте делает поворот, т.е. центробежная сила давление на заграждение усиливает. И я бы осмелился предположить, что эти поправки настолько большине, что компонента ρgh под интегралом как раз играет не самое большое значение.
Абсолютно верно. Увеличение давления за счет движения воды сразу выразилось бы в подъеме её уровня. Как чай в чашке при перемешивании воронку образует и давит на стенки сильнее, чем в спокойном состоянии.
Смею вас заверить, что никаких формул я не писал. Я указал на ошибочное утверждение о расчёте давления на стенки заграждения. Т.е. недостаточно посчитать давление по формуле и считать его одинаковым на всю стенку. Оно изменяется с глубиной, поэтому надо брать интеграл.
Кроме того, если считать скорость потока воды вблизи стенок равной нулю (ламинарное течение), то закон Бернулли ни при чём. Но сам факт того, что вода поворачивает в этом месте (в прочем, взгянув на фото, можно сказать, что этот эффект довольно мал) согласно закону сохранения импульса всё таки на стенки будет действовать дополнительная сила, т.е. давление будет выше. Посчитать такое количественно не берусь :)
>1. И при турбулентном течении, в пограничном слое всегда существует ламинарный подслой, непосредственно примыкающий к поверхности обтекаемого тела.
Наверно да, я не специалист в гидродинамике.
>2. Закон Бернулли не зависит от режима течения и выводится вообще для идеальной жидкости. В случае турбулентного течения его обычно успешно применяют к осредненному течению, если не хотят разрешать отдельные вихри.
Отлично. Только я не понял что вы хотели этим сказать.
>3. Давление там будет в точности равно ρgh. Никакой дополнительной силы не будет и быть не может. Иначе там начнет бить фонтан.
Нет. За счёт чего тогда вообще поток воды поворачивает? Это же банальщина, закон сохранения импулься и третий закон ньютона. Могу напомнить вам про задачу про паспылитель воды, которую привёл Фейнман в своей книжке. Кроме того, уже не помню, кто-то тут писал про чай в стакане, когда сахар размешиваешь. Абсолютно аналогичный случай.
Да, именно как в размешиваемом чае: когда давление у стенки становится больше (за счет центробежной силы), вода у неё поднимается выше пропорционально росту давления. Это достаточно очевидный факт, надо только помнить, что давление в жидкости во все стороны равномерно действует. А вертикальная компонента этого давления (если нет вертикальных ускорений) создается только весом находящегося выше рассматриваемой точки столба воды.
В порядке мысленного эксперимента можно представить, как мы опускаем в жидкость множество вертикальных тонких трубок, движущихся вдоль потока с его скоростью. При этом уровень жидкости очевидно не изменяется, если пренебречь капиллярными эффектами. И совсем понятно получается, за счет чего уровень воды в трубках именно на определенном уровне держится.
Нет. Возьмём крайний случай - поток воды делает резкий поворот на 90 градусов в каком-то месте. Замените этот поток шариками, которые упруго отскакивают от 45 градусной стенки и посчитайте импульс, передаваемый шариками стенке.
В случае с потоком воды, роль стенки играют заграждения. Угол конечно не 90 градусов, да и поворот не резкий, но импульс всё равно будет.
Reply
p = F/S = m*g/S
m = p*S/g = 2000*0.01/10 = 2 кг
Reply
Да, я меня есть учёная степень по физике.
апд.: как верно заметил greyrat_ru, нужно ещё учесть падение давления за счёт закона Бернулли, но я ещё добавлю, что вода в этом месте делает поворот, т.е. центробежная сила давление на заграждение усиливает. И я бы осмелился предположить, что эти поправки настолько большине, что компонента ρgh под интегралом как раз играет не самое большое значение.
Reply
Reply
(The comment has been removed)
Reply
Reply
(The comment has been removed)
Кроме того, если считать скорость потока воды вблизи стенок равной нулю (ламинарное течение), то закон Бернулли ни при чём. Но сам факт того, что вода поворачивает в этом месте (в прочем, взгянув на фото, можно сказать, что этот эффект довольно мал) согласно закону сохранения импульса всё таки на стенки будет действовать дополнительная сила, т.е. давление будет выше. Посчитать такое количественно не берусь :)
Reply
(The comment has been removed)
Наверно да, я не специалист в гидродинамике.
>2. Закон Бернулли не зависит от режима течения и выводится вообще для идеальной жидкости. В случае турбулентного течения его обычно успешно применяют к осредненному течению, если не хотят разрешать отдельные вихри.
Отлично. Только я не понял что вы хотели этим сказать.
>3. Давление там будет в точности равно ρgh. Никакой дополнительной силы не будет и быть не может. Иначе там начнет бить фонтан.
Нет. За счёт чего тогда вообще поток воды поворачивает? Это же банальщина, закон сохранения импулься и третий закон ньютона. Могу напомнить вам про задачу про паспылитель воды, которую привёл Фейнман в своей книжке.
Кроме того, уже не помню, кто-то тут писал про чай в стакане, когда сахар размешиваешь. Абсолютно аналогичный случай.
Reply
В порядке мысленного эксперимента можно представить, как мы опускаем в жидкость множество вертикальных тонких трубок, движущихся вдоль потока с его скоростью. При этом уровень жидкости очевидно не изменяется, если пренебречь капиллярными эффектами. И совсем понятно получается, за счет чего уровень воды в трубках именно на определенном уровне держится.
Reply
(The comment has been removed)
Нет. Возьмём крайний случай - поток воды делает резкий поворот на 90 градусов в каком-то месте. Замените этот поток шариками, которые упруго отскакивают от 45 градусной стенки и посчитайте импульс, передаваемый шариками стенке.
В случае с потоком воды, роль стенки играют заграждения. Угол конечно не 90 градусов, да и поворот не резкий, но импульс всё равно будет.
Reply
(The comment has been removed)
Reply
Leave a comment