Ohun èlò omi tí kò dúró àti tí ó ń yí padà
Àwọn omi jẹ́ kókó pàtàkì nínú ìmọ̀- ẹ̀rọ ...
Omi Aimi
Omi oniduro ni omi ti o wa ni isinmi, eyi ti o tumo si pe ko ni iriri eyikeyi gbigbe. Iwadi awon omi oniduro ni a maa n pe ni hydrostatics. Diẹ ninu awọn imọran pataki ninu awọn omi oniduro ni titẹ hydrostatic , ilana Pascal, ati ofin Archimedes.
Ìfúnpá Hydrostatic
Titẹ ninu omi ti ko duro ni agbara ti n ṣiṣẹ ni agbegbe oju-aye kọọkan ati pe o maa n ṣiṣẹ ni deede ni gbogbo awọn itọsọna. Titẹ yii jẹ nitori iwuwo ti omi ti o wa loke aaye akiyesi. A ṣe afihan idogba titẹ hydrostatic bi:
\[ P = P_0 + \rho gh \]
iṣẹ́ mi:
– \( P \) ni titẹ ni ijinle \( h \).
– \( P_0 \) ni titẹ oju ilẹ.
– \( \rho \) ni iwuwo omi naa.
– \( g \) ni isare ti o jẹyọ nitori agbara walẹ.
– \( h \) ni ijinle naa.
Àpẹẹrẹ kan ni titẹ ti ẹni tí ó ń wẹ̀ omi ń nímọ̀lára bí ó ṣe ń lọ sí ìsàlẹ̀ omi. Bí ẹni tí ó ń wẹ̀ omi náà bá ṣe jinlẹ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni titẹ ti wọn ń nímọ̀lára rẹ̀ tó nítorí ìwọ̀n omi tí ó wà lókè wọn.
Ìlànà Pascal
Ìlànà Pascal sọ pé ìyípadà nínú ìfúnpá níbikíbi nínú omi tí a ti so mọ́ ara rẹ̀ ni a máa ń gbé jáde ní gbogbo omi náà. Ìlànà yìí ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò tó wúlò, bíi nínú àwọn ètò hydraulic. Fún àpẹẹrẹ, nínú hydraulic jack, agbára kékeré tí a lò sí piston kékeré máa ń mú agbára ńlá jáde lórí piston ńlá náà.
Òfin Archimedes
Òfin Archimedes sọ pé ohunkóhun tí ó bá wọ inú omi díẹ̀ tàbí pátápátá yóò ní agbára ìró sókè tí ó dọ́gba pẹ̀lú ìwọ̀n omi tí ohun náà ti yí padà. Agbára ìró yìí ni a mọ̀ sí ìró.
\[F_b = \rho g V \]
iṣẹ́ mi:
– \( F_b \) ni agbara gbigbe.
– \( \rho \) ni iwuwo omi naa.
– \( g \) ni isare ti o jẹyọ nitori agbara walẹ.
– \( V \) ni iye omi ti a ti yọ kuro ninu rẹ.
Àpẹẹrẹ kan ni ìgbà tí ọkọ̀ ojú omi bá ń léfòó lórí omi. Ọkọ̀ ojú omi náà lè léfòó nítorí pé ìwọ̀n omi tí ó ń gbé jáde dọ́gba pẹ̀lú ìwọ̀n ọkọ̀ ojú omi náà fúnra rẹ̀, èyí tí ó ń mú agbára ìró sókè wá.
Ìyípadà omi
Yàtọ̀ sí àwọn ipò àìdúró, àwọn omi sábà máa ń wà ní ìṣípo tàbí tí ń ṣàn. Ìkẹ́kọ̀ọ́ nípa ìwà àwọn omi tí ń gbé kiri ni a mọ̀ sí hydrodynamics. Àwọn èrò pàtàkì kan nínú ìṣiṣẹ́ omi ni ìṣètò ìtẹ̀síwájú, ìṣètò Bernoulli, àti àwọn òfin Navier-Stokes.
Ìbáṣepọ̀ Ìtẹ̀síwájú
Ìgbékalẹ̀ ìtẹ̀síwájú náà sọ pé nínú ìṣàn omi tí a kò lè kọ̀, ìṣàn omi inú ilé gbọ́dọ̀ dọ́gba ìwọ̀n ìṣàn omi tí ó jáde. A lè sọ ìgbékalẹ̀ yìí gẹ́gẹ́ bí èyí:
\[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \]
iṣẹ́ mi:
– \( A_1 \) àti \( A_2 \) ni àwọn agbègbè ìpín-ẹ̀yà ní àwọn ojú ìwé 1 àti 2.
– \( v_1 \) àti \( v_2 \) ni iyàrá ìṣàn ní àwọn ojú ìwé 1 àti 2.
Àpẹẹrẹ kan ni páìpù omi tí ó ní ìpẹ̀kun tóóró. Nígbà tí a bá fún páìpù náà ní ìpẹ̀kun, omi máa ń jáde kíákíá nítorí pé agbègbè ìkọjá ní ìpẹ̀kun páìpù náà kéré sí i.
Ìbáramu Bernoulli
Ìṣirò Bernoulli sọ pé nínú ìṣàn omi tí kò ṣeé dípọ̀, tí kò sì ní ìfọ́, iye agbára ẹ̀rọ (títẹ̀, agbára kínẹ́ẹ̀tì, àti agbára tí ó ṣeé ṣe) fún ìwọ̀n ẹyọ kan jẹ́ èyí tí ó dúró ṣinṣin. A kọ ìṣirò yìí gẹ́gẹ́ bí:
\[ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{constant} \]
iṣẹ́ mi:
– \( P \) ni titẹ omi.
– \( \rho \) ni iwuwo omi naa.
– \( v \) ni iyara sisan omi.
– \( g \) ni isare ti o jẹyọ nitori agbara walẹ.
– \( h \) ni gíga tó ga ju aaye itọkasi lọ.
Àpẹẹrẹ gidi kan ti idogba Bernoulli ni apa ofurufu. A ṣe apẹrẹ apa ofurufu ki afẹfẹ ti n ṣàn lori apa naa ni iyara ti o ga ju afẹfẹ ti o wa ni isalẹ apa naa lọ. Eyi yoo mu ki titẹ ti o kere ju ti isalẹ apa naa lọ, ti o n ṣe agbekalẹ gbigbe oke ti o fun laaye ọkọ ofurufu lati fo.
Òfin Navier-Stokes
Àwọn òfin Navier-Stokes jẹ́ àkójọ àwọn ìṣètò tí ó ń ṣàpèjúwe ìṣípo àwọn omi. Àwọn ìṣètò wọ̀nyí díjú, wọ́n sì ní ìṣàyẹ̀wò ìṣirò díjú, ṣùgbọ́n wọ́n ṣe pàtàkì láti lóye ìṣiṣẹ́ omi. Àwọn òfin wọ̀nyí ní ìrísí:
\[ \rho \ osi( \ frac {\ partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v} \right) = -\nabla P + \mu \nabla^2 \mathbf{v} + \mathbf{f} \]
iṣẹ́ mi:
– \( \rho \) ni iwuwo omi naa.
– \( \mathbf{v} \) ni iyara sisan omi.
– \( \mu \) ni ìfàmọ́ra oníyípadà ti omi náà.
– \( \mathbf{f} \) ni agbara ita fun iwọn didun ẹyọ kan.
Ìgbékalẹ̀ yìí ni ìpìlẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìmọ̀ ẹ̀rọ , títí bí àpẹẹrẹ ìṣàn afẹ́fẹ́ ní àyíká àwọn ọkọ̀, ìṣàn ẹ̀jẹ̀ nínú àwọn ohun èlò, àti pípín epo nínú àwọn òpópónà.
Awọn Ohun elo Omi Aimi ati Yiyi
Àwọn èrò nípa fluid statics àti dynamics ni a lò ní onírúurú ẹ̀ka bíi ìmọ̀ ẹ̀rọ ìlú, ìmọ̀ ẹ̀rọ mekaniki, ìmọ̀ ìṣègùn, ìmọ̀ ojú ọjọ́, àti àyíká. Àwọn ohun èlò gidi kan ní nínú wọn:
1. Apẹrẹ Dam àti Reservoir: Lilo awọn ilana ti titẹ hydrostatic ati ofin Archimedes lati rii daju pe awọn ile-iṣẹ labẹ titẹ omi duro ṣinṣin.
2. Ètò Hydraulic: Lílo ìlànà Pascal nínú bírékì hydraulic ti àwọn ọkọ̀ àti ohun èlò ìkọ́lé.
3. Afẹ́fẹ́: Lílo ìṣirò Bernoulli sí ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìyẹ́ ọkọ̀ òfurufú láti ṣe ìgbéga.
4. Ṣíṣe Àwòrán Ojúọjọ́: Lílo àwọn òfin Navier-Stokes ń ran lọ́wọ́ láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ nípa àwọn ìrísí afẹ́fẹ́ àti àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ojúọjọ́ mìíràn.
5. Ìṣègùn: Ìwádìí ìṣàn ẹ̀jẹ̀ nípa lílo àwọn ìlànà ìṣiṣẹ́ omi fún àyẹ̀wò àrùn ọkàn àti ẹ̀jẹ̀.
Ipari
Lílóye àwọn ìpìlẹ̀ ti àwọn ìyípadà omi jẹ́ pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ . Nípa lílóye àwọn ànímọ́ àti ìṣe àwọn ìyípadà omi, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì àti àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ le ṣe àgbékalẹ̀ àti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó gbéṣẹ́ jù àti tó ní ààbò, láti ọkọ̀ òfúrufú sí àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn. Ìyípadà omi ń fúnni ní òye nípa bí àwọn ìyípadà omi ṣe ń hùwà nígbà ìsinmi, nígbà tí ìyípadà omi ń fi àwọn ìṣòro ìwà omi hàn nínú ìṣàn omi. Àwọn méjèèjì jẹ́ àwọn òpó pàtàkì ti pápá físíìsì tó ń yípadà nígbà gbogbo.
