Гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия

У меня вопрос, который мучает уже довольно давно. Вопрос взят из учебника Бостока и Чендлера по механике.

В нем говорится:

Вода подается насосом из накопительного бака 4 м под землей и доставлен в 8 м / с через трубу на уровне земли. Если площадь поперечного сечения трубы 0,12 м 2 Найдите работу, совершаемую насосом за секунду (1 кубический метр воды имеет массу 1000 кг).

Ответ, который они получили, был 68352   Дж / с . Что меня беспокоит, так это то, что я думаю, что они рассматривали перекачиваемую воду как единое твердое тело, поскольку при расчете PE воды они не учитывали расстояние, пройденное каждым отдельным слоем воды, как это рассчитывается с точки зрения исчисления. , и я запутался, так как думал, что нежесткие тела, такие как вода, требуют только исчисления для таких вопросов, как эти (что есть что?), и мне как бы интересно, откуда вода берет энергию для движения по горизонтальной траектории в трубе на уровне земли. Сначала я подумал, что есть сила, действующая горизонтально, но я больше не думаю, что это правда; или это? Извините за бесполезную информацию. Помощь будет принята с благодарностью.

Пожалуйста, правильно напишите свой вопрос. Разделите его на абзацы и используйте Mathjax (нотацию LaTex), используя символы доллара.

Ответы (1)

Короткий ответ: вам нужны исчисления только в том случае, если вы хотите знать, как движется вода.

Однако, если вас не волнует как, а только скорость прокачки, то базового подхода достаточно.

Дело в том, что есть насос, который поднимает «массу» (воды, но массы все-таки) из одного положения в другое. То, как движется масса, не имеет значения. Тем не менее, вам нужны некоторые предположения:

  • Подъем должен быть сделан так, чтобы трение было незначительным.
  • Это включает в себя трение о стены, а также трение о воду.
  • Поток движется вверх «красивым образом», так что энергия затрачивается только на ускорение жидкости и борьбу с гравитацией, но никакая энергия не предназначена для образования вихрей или любого другого механизма рассеивания.

При таких предположениях нет никакой реальной разницы в поднятии солидной массы.

Спасибо. Как насчет горизонтального движения воды на уровне земли. Откуда берется кинетическая энергия?
Разность давлений всасывает воду в насос.
Извините, но мне трудно понять ваше последнее утверждение. Как насос, расположенный на дне резервуара, влияет на движение воды на уровне земли?
О, я забыл, что это было внизу. Если это так, то к гравитационному притяжению добавляется градиент давления , основная причина, по которой вода движется вниз.
Гравитационная потенциальная энергия и кинетическая энергия
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v