የበርኑሊ መርህ እና እኩልታ አተገባበር

የበርኑሊ መርህ እና እኩልታ አተገባበር

የቶሪሴሊ ቲዎሪም

የበርኑሊ እኩልታ አንድ አጠቃቀም ከአንድ ኮንቴይነር ግርጌ የሚወጣውን ፈሳሽ ፍጥነት ማስላት ነው።

የበርኖሊን እኩልታ በነጥብ 1 (የመያዣው ወለል) እና በነጥብ 2 (የቀዳዳው ወለል) ላይ እንተገብራለን። በመያዣው ግርጌ ላይ ያለው የቀዳዳው ዲያሜትር ከመያዣው ዲያሜትር በጣም ያነሰ ስለሆነ፣ በመያዣው ወለል ላይ ያለው የፈሳሽ ፍጥነት ዜሮ እንደሆነ ይገመታል (v)።₁ = 0)። የእቃው ወለል እና የቀዳዳው ገጽ ክፍት ስለሆኑ ግፊቱ ከከባቢ አየር ግፊት ጋር ተመሳሳይ እንዲሆን (P)₁ = ፒ₂) ስለዚህ፣ የዚህ ጉዳይ የበርኖሊ እኩልታ፡

በመያዣው ግርጌ ላይ ባለው ቀዳዳ ውስጥ የፈሳሽ ፍሰት ፍጥነትን ለማስላት ከፈለግን፣ ይህ እኩልታ ወደሚከተለው ይቀየራል፡

በዚህ እኩልታ ላይ በመመስረት፣ ከኮንቴይነሩ ወለል h ርቀት ላይ ባለ ጉድጓድ ውስጥ ያለው የውሃ ፍሰት መጠን እስከ h ድረስ በነፃነት ከሚወርደው የውሃ ፍሰት መጠን ጋር ተመሳሳይ ነው (ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴን ያወዳድሩ)። ይህ በመባል ይታወቃል። የቶሪሴሊ ቲዎሪምይህ ቲዎሪም የተገኘው በርኑሊ እኩልታውን ከማግኘቱ አንድ ምዕተ ዓመት በፊት በጋሊሊዮ ተማሪ በነበረው ቶሪሴሊ ነው።

የቬንቱሪ ኢፌክት 

ከቶሪሴሊ ቲዎሪም በተጨማሪ የበርኖሊ እኩልታ ለሌሎች ልዩ ጉዳዮችም ሊተገበር ይችላል፣ ማለትም ፈሳሽ በሚፈስበት ጊዜ በተመሳሳይ ቁመት (ትንሽ የቁመት ልዩነት) ላይ ባሉ የቧንቧ ክፍሎች ውስጥ። ለመረዳት... ብዕርjበዚህ ምክንያት፣ ስዕሉን ይመልከቱ። 

ከላይ ባለው ምስል ላይ፣ የቧንቧው ቁመት፣ ሁለቱም ትልቅ የመስቀል ክፍል ያለው ክፍል እና ትንሽ የመስቀል ክፍል ያለው ክፍል፣ ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ናቸው፣ ስለዚህ ተመሳሳይ ቁመት እንደሆኑ ይቆጠራሉ። በዚህ ጉዳይ ላይ ሲተገበር፣ የበርኖሊ እኩልታ ወደ፡

ፈሳሹ ትንሽ መስቀለኛ ክፍል ባለው የቧንቧ ክፍል ውስጥ ሲያልፍ (ሀ)₂) ከዚያም የፈሳሹ ፍጥነት ይጨምራል። በበርኖሊ መርህ መሠረት የፈሳሹ ፍጥነት ከጨመረ የፈሳሹ ግፊት ይቀንሳል። በቧንቧው ጠባብ ክፍል ውስጥ ያለው የፈሳሹ ግፊት አነስተኛ ነው ነገር ግን የፈሳሹ ፍሰት መጠን የበለጠ ነው።

ይህ የቬንቱሪ ተጽእኖ በመባል የሚታወቅ ሲሆን የፈሳሹ ፍሰት መጠን ከፍተኛ ከሆነ የፈሳሹ ግፊት ዝቅተኛ እንደሚሆን በቁጥር ያሳያል። በተቃራኒው የፈሳሹ ፍሰት መጠን ዝቅተኛ ከሆነ የፈሳሹ ግፊት ከፍተኛ ይሆናል።

Venturi ሜትር

የቬንቱሪ ተፅዕኖን የሚያስደስት አተገባበር የቬንቱሪ ሜትር ነው። ይህ መሳሪያ እንደ የውሃ ወይም የዘይት ፍሰት መጠን በቧንቧ ማስላት ያሉ የፈሳሽ ፍሰት መጠኖችን ለመለካት ይጠቅማል። ሁለት አይነት የቬንቱሪ ሜትር ዓይነቶች አሉ፡ ማኖሜትር የሌላቸው እና እንደ ሜርኩሪ ባሉ ሌላ ፈሳሽ የተሞላ ማኖሜትር የሚጠቀሙ። የአሠራር መርህ ተመሳሳይ ነው።

የቬንቱሪ ሜትር ያለ ማኖሜትር

ከታች ያለው ምስል በቧንቧ ውስጥ ያለውን የፈሳሽ ፍሰት መጠን ለመለካት የሚያገለግል የቬንቱሪ ሜትር ያሳያል።

ፈሳሹ ትንሽ መስቀለኛ ክፍል ባለው የቧንቧ ክፍል ውስጥ ሲያልፍ (ሀ)₂)፣ የፈሳሹ ፍጥነት ይጨምራል። በበርኖሊ መርህ መሠረት፣ የፈሳሹ ፍጥነት ከጨመረ የፈሳሹ ግፊት ይቀንሳል። ስለዚህ በትልቅ የመስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የፈሳሹ ግፊት በትንሽ መስቀለኛ ክፍል ላይ ካለው የፈሳሹ ግፊት ይበልጣል (P)₁ > ፒ₂) በተቃራኒው v₂ > ቪ₁

የሚፈለገው በትልቅ የመስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የፈሳሹ ፍሰት መጠን ነው (v)₁) v ን እንተካለን₂ በእኩልታ 1 ከ v ጋር₂ በእኩልታ 2 ውስጥ።

በተወሰነ ጥልቀት ላይ የፈሳሽ ግፊትን ለማስላት እኩልታውን ይጠቀሙ፦

p = ρ gh → እኩልታ a

በፈሳሽ ጥግግት ላይ ያለው ልዩነት በጣም ትንሽ ከሆነ፣ በተለያዩ ከፍታዎች ላይ ያለውን የግፊት ልዩነት ለማወቅ ይህንን እኩልታ ይጠቀሙ። ስለዚህ፣ እኩልታ a ወደሚከተለው ሊቀየር ይችላል፡

Δ p = ρ g Δh

ከላይ ለተጠቀሰው ጉዳይ፣ ይህ እኩልታ ወደዚህ ሊቀየር ይችላል፡

p₁ - ፒ₂ = ρ gh → እኩልታ ለ

አሁን ፒን እንተካለን₁ - ፒ₂ በእኩልታ 3፣ ከ p ጋር₁ - ፒ₂ በእኩልታ ለ፡

ፈሳሾቹ ተመሳሳይ ስለሆኑ፣ እፍጋታቸውም ተመሳሳይ መሆን አለበት። ρን ከእኩልታው ውስጥ ያስወግዱ።

የፒቶት ቱቦ

የፈሳሾችን የፍሰት መጠን ለመለካት የቬንቱሪ ሜትር ጥቅም ላይ የሚውል ከሆነ፣ የጋዞችን ወይም የአየርን የፍሰት መጠን ለመለካት የፒቶት ቱቦ ጥቅም ላይ ይውላል። በነጥብ 1 ላይ ያለው ቀዳዳ ከአየር ፍሰት ጋር ትይዩ ነው። የእነዚህ ሁለት ቀዳዳዎች አቀማመጥ ከአየር ፍሰት በጣም ርቆ የተሰራ ነው። የፒቶት ቱቦው ጫፍ፣ ስለዚህ ከጉድጓዱ ውጭ ያለው የአየር ፍጥነት እና ግፊት ከነፃ-ፈሳሽ አየር ፍጥነት እና ግፊት ጋር ተመሳሳይ እንዲሆን። በዚህ ሁኔታ፣ v₁ = ነፃ የሚፈስ የአየር ፍሰት መጠን (ይህንን የምንለካው ነው) እና በማኖሜትር ግራ እግር ላይ ያለው ግፊት (የግራ ቧንቧ) = ነፃ የሚፈስ የአየር ግፊት (P)₁).

ወደ ማኖሜትር የቀኝ እግር የሚያመራው ቀዳዳ ከአየር ፍሰት ጋር ቀጥ ያለ ነው። ስለዚህ፣ በዚህ ቀዳዳ ውስጥ የሚያልፈው የአየር ፍሰት መጠን (መካከለኛው ክፍል) ይቀንሳል እና አየሩ ነጥብ 2 ላይ ሲደርስ ይቆማል። በዚህ ሁኔታ፣ v₂ = 0. በማኖሜትር የቀኝ እግር ላይ ያለው ግፊት በነጥብ 2 ላይ ካለው የአየር ግፊት ጋር ተመሳሳይ ነው (P)₂) የነጥብ 1 እና የነጥብ 2 ቁመት ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ናቸው (ልዩነቱ በጣም ትልቅ አይደለም) ስለዚህ ችላ ሊባል ይችላል።

የግፊት ልዩነት (ፒ)₂ - ፒ₁) = በማኖሜትር ውስጥ ያለው የፈሳሹ ሃይድሮስታቲክ ግፊት (በማኖሜትር ውስጥ ያለው ጥቁር ቀለም ፈሳሽ፣ ሜርኩሪ ነው)። በሂሳብ አኳያ እንደሚከተለው ሊጻፍ ይችላል፡

p₂ - ፒ₁ = ρ ' gh → እኩልታ 2

ρ' = በማኑሜትር ውስጥ የፈሳሽ ጥግግት

ለእኩልታ 1 እና ለእኩልታ 2 ትኩረት ይስጡ። የግራ ጎን ከ (P) ጋር እኩል ነው።₂ - ፒ₁) ስለዚህ፣ እኩልታዎች 1 እና 2 እንደሚከተለው ሊለወጡ ይችላሉ፡

የሽቶ ስፕሬይ

ይህ አጠቃላይ አጠቃላይ እይታ ነው፣ ​​ነገር ግን እያንዳንዱ ፋብሪካ የተለየ ዲዛይን አለው።

በአጠቃላይ፣ የሽቶ መርጫ የአሠራር መርህ እንደሚከተለው ሊገለጽ ይችላል (ስዕሉን እያዩ)። የጎማው ኳስ ሲጨመቅ፣ በጎማው ኳስ ውስጥ ያለው አየር በቧንቧ 1 በኩል ይወጣል። ስለዚህ፣ በቧንቧ 1 ውስጥ ያለው አየር ከፍተኛ ፍጥነት አለው። የአየር ፍጥነቱ ከፍተኛ ስለሆነ፣ በቧንቧ 1 ውስጥ ያለው የአየር ግፊት ዝቅተኛ ይሆናል። በተቃራኒው፣ በቧንቧ 2 ውስጥ ያለው አየር ዝቅተኛ ፍጥነት አለው። በቧንቧ 2 ውስጥ ያለው የአየር ግፊት ከፍ ያለ ነው። በዚህም ምክንያት፣ የሽቶ ፈሳሹ ወደ ላይ ይገፋል። የሽቶ ፈሳሹ ወደ ቧንቧ 1 ሲደርስ፣ ከጎማው ኳስ ውስጥ የሚወጣው አየር ይገፋዋል… የሽቶ ፈሳሹ በመጨረሻ ይረጫል፣ ሰውነቱን ያረካል…

ብዙውን ጊዜ ቀዳዳዎቹ ትንሽ ስለሆኑ ሽቶው በፍጥነት ይወጣል።

ከፓይፕ ወይም ከሲፎን ጋር ይጠጡ

በፒፔት አማካኝነት የበረዶ ሻይ ወይም ሽሮፕ ጠጥተው ያውቃሉ? ውሃ በፒፔት ስንጠባ ወይም ስንጠጣ፣ በፒፔት ውስጥ ያለው አየር በፍጥነት እንዲንቀሳቀስ እናደርጋለን። በዚህ ሁኔታ፣ ከአፋችን ጋር የተያያዘው በፒፔት ውስጥ ያለው አየር ከፍተኛ ፍጥነት አለው። በዚህም ምክንያት፣ በፒፔት ክፍል ውስጥ ያለው የአየር ግፊት ይቀንሳል። ከመጠጡ ጋር ቅርብ በሆነው በፒፔት ክፍል ውስጥ ያለው አየር ዝቅተኛ ፍጥነት አለው። ፍጥነቱ ዝቅተኛ ስለሆነ፣ ግፊቱ የበለጠ ነው። የምንጠጣው ውሃ ወይም መጠጥ ወደ አፋችን እንዲፈስ የሚያደርገው ይህ የአየር ግፊት ልዩነት ነው። በዚህ ሁኔታ፣ ፈሳሹ ከፍተኛ የአየር ግፊት ካለው የፓይፔት ክፍል ወደ ዝቅተኛ የአየር ግፊት ወዳለው የፒፔት ክፍል ይንቀሳቀሳል።

የጭስ ማውጫ

ጭስ ማውጫ አይተህ ታውቃለህ? እንደ ሱራባያ፣ ሰማራንግ፣ ጃካርታ፣ ወዘተ ባሉ ከተሞች የምትኖር ከሆነ የፋብሪካ ጭስ ማውጫዎችን አይተህ ይሆናል። ጭስ በጭስ ማውጫ ውስጥ ለምን ይወጣል? በመጀመሪያ፣ ከቃጠሎ የሚወጣው ጭስ ሞቃት ነው። በከፍተኛ የሙቀት መጠን ምክንያት የአየር ጥግግት ዝቅተኛ ነው። ዝቅተኛ ጥግግት ያለው አየር በቀላሉ ይንሳፈፋል ወይም ይነሳል። ይህ ብቻ አይደለም... የበርኑሊ መርህም ይሳተፋል።

ሁለተኛ፣ የበርኖሊ መርህ የአየር ፍሰት መጠን ከፍተኛ ከሆነ ግፊቱ ዝቅተኛ ነው፣ እና በተቃራኒው የአየር ፍሰት መጠን ዝቅተኛ ከሆነ ግፊቱ ከፍተኛ ነው ይላል። የጭስ ማውጫው የላይኛው ክፍል ከቤት ውጭ ነው። በጭስ ማውጫው አናት ላይ የንፋስ ንፋስ ስለሚነፍስ በዙሪያው ያለው የአየር ግፊት ዝቅተኛ ነው። በተዘጋ ክፍል ውስጥ የንፋስ ንፋስ የለም፣ ስለዚህ የአየር ግፊት ከፍ ያለ ነው። ስለዚህ ጭሱ በጭስ ማውጫው በኩል ይወጣል። አየር ከከፍተኛ የአየር ግፊት አካባቢዎች ወደ ዝቅተኛ የአየር ግፊት አካባቢዎች ይንቀሳቀሳል።

አይጦች የበርኑሊን መርህም ያውቃሉ

ከታች ያለውን ሥዕል ተመልከት። በመሬት ውስጥ የአይጥ ቀዳዳ ምስል ነው። አይጦችም የበርኑሊን መርህ ይረዳሉ።

i. አይጦቹ በመታፈን መሞት ስላልፈለጉ በተለያዩ ከፍታዎች ሁለት ጉድጓዶችን ቆፈሩ። በመሬት ደረጃ ልዩነት ምክንያት አየሩ እርስ በእርስ ተጨምቆ ነበር። ትልቅ መስቀለኛ ክፍል ካለው ቱቦ ወደ ትንሽ መስቀለኛ ክፍል ወዳለው ቧንቧ ከሚፈስ ውሃ ጋር ተመሳሳይ ነው። በመጨፍጨፉ ምክንያት የአየር ፍጥነቱ ይጨምራል እና የአየር ግፊቱ ይቀንሳል።

በአየር ግፊት ልዩነት ምክንያት አየር በመዳፊት ቀዳዳ ውስጥ እንዲፈስ ይገደዳል። አየር ከፍተኛ የአየር ግፊት ካለባቸው አካባቢዎች ወደ ዝቅተኛ የአየር ግፊት ወዳለባቸው አካባቢዎች ይፈሳል።

የአውሮፕላን ሊፍት ፎርስ

አውሮፕላኖች እንዲበሩ ከሚያስችሏቸው ነገሮች አንዱ የክንፎች መኖር ነው። የአውሮፕላን ክንፎች የተጠማዘዙ ሲሆኑ የፊት ክፍሉ ከኋላ ወፍራም ነው። ይህ የክንፍ ቅርፅ ኤሮፎይል ይባላል። ይህ ሀሳብ ከወፍ ክንፎች የተቀዳ ሲሆን እነሱም ተመሳሳይ ቅርፅ (የተጠማዘዘ እና ወፍራም የፊት ክፍል) አላቸው። ልዩነቱ የወፍ ክንፎች ሊዘረጉ ይችላሉ፣ የአውሮፕላን ክንፎች ግን አይችሉም። ወፎች ክንፎቻቸውን ስለሚያወዛውዙ መብረር ይችላሉ፣ ይህም በሁለቱም ክንፎች በኩል የሚያልፍ የአየር ፍሰት ይፈጥራል። አየር በአውሮፕላኑ ክንፎች በሁለቱም ጎኖች ላይ እንዲፈስ ለማድረግ፣ አውሮፕላኑ ወደፊት መንቀሳቀስ አለበት። ሰዎች አውሮፕላኖችን ለማንቀሳቀስ ሞተሮችን ይጠቀማሉ።

የክንፉ የፊት ክፍል ወደ ላይ እንዲታጠፍ የተነደፈ ነው። ከታች ከሚንሸራተቱት ጅረቶች የሚፈሰው አየር ከላይ ካለው ተጓዳኝ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ልክ ትልቅ መስቀለኛ ክፍል ካለው ቱቦ ወደ ጠባብ መስቀለኛ ክፍል ወዳለው ቱቦ እንደሚፈስ ውሃ። በዚህም ምክንያት ከክንፉ በላይ ያለው የአየር ፍጥነት ይጨምራል። የአየር ፍጥነት ስለሚጨምር የአየር ግፊቱ ይቀንሳል። በተቃራኒው፣ ከክንፉ በታች ያለው የአየር ፍሰት ፍጥነት ዝቅተኛ ነው ምክንያቱም አየሩ ብዙም የተጨናነቀ አይደለም (የአየር ግፊቱ የበለጠ ነው)። ይህ የግፊት ልዩነት የአውሮፕላኑ ክንፎች ወደ ላይ እንዲገፉ ያደርጋል።

የበርኑሊ መርህ አንድ አውሮፕላን እንዲነሳ የሚያደርገው አንድ ነገር ብቻ ነው። ሌላው ምክንያት ሞመንተም ነው። በተለምዶ የአውሮፕላን ክንፎች በትንሹ ወደ ላይ ዘንበል ይላሉ። የክንፉን የታችኛው ክፍል የሚመታ አየር ወደ ታች ይቀየራል። አውሮፕላኖች ሁለት ክንፎች ስላሏቸው አንዱ በግራ እና አንዱ በቀኝ በኩል፣ የተገለበጠው አየር እርስ በእርስ ይጋጫል። የሚጋጩት የአየር ሞመንተም ለውጥ ተጨማሪ ማንሳትን ይፈጥራል።

ክንፉ ወደ ጅራቱ ዝቅ ብሎ ስለሚዞር፣ አየሩ በክንፉ ወደ ታች እንዲፈስ ይገደዳል። በኒውተን ሶስተኛ ህግ መሰረት፣ እያንዳንዱ የተግባር ኃይል የምላሽ ኃይል አለው። ክንፉ አየሩን ወደ ታች ስለሚያስገድድ፣ አየሩ ክንፉን ወደ ላይ ማስገደድ አለበት። በዚህ ሁኔታ፣ አየሩ በክንፉ ላይ ማንሳትን ያንቀሳቅሳል። ስለዚህ፣ የበርኑሊ መርህ አውሮፕላን እንዲነሳ የሚያደርገው ብቸኛው ምክንያት አይደለም።

ዓሣ አጥማጆችም የበርኑሊን መርህ ያውቃሉ

በመርከብ ጀልባ ላይ ተሳፍረው ያውቃሉ? ዓሣ አጥማጆች የበርኑሊን መርህ ተግባራዊነትም ያውቃሉ።ሊ 😉