FKM Kompass
L2

Vedeliku pidevus ja vooluhulk

Kokkusurumatu vedeliku voolamisel torus peab iga sekund läbima sama ruumala igast ristlõikest, mistõttu vedelik kiireneb toru kitsenedes ja aeglustub toru laienedes.

Practise this concept

Vesi ei kuhju toru sisse ega kao ära. Kui ühte otsa siseneb igas sekundis kümme liitrit, peab teisest otsast igas sekundis väljuma kümme liitrit ja kümme liitrit peab läbima iga vahepealse ristlõike. See ongi pidevuse võrrand ja lahti kirjutatuna ütleb see, et A·v on kogu toru ulatuses sama: ristlõikepindala korda voolukiirus.

Otsene tagajärg käib intuitsioonile vastu. Pigista toru kokku ja vedelik kiireneb, sest sama sekundis läbiv ruumala peab nüüd mahtuma väiksemast avast. Poolita pindala ja kiirus kahekordistub. Igaüks on seda kasutanud — pöidla panek aiavooliku otsa ei vähenda antavat veekogust, vaid kiirendab sama voolu joaks. Ahenemine piirab pindala, mitte sekundis läbivat ruumala.

Vooluhulga ja kiiruse eristamine on selle mõtte teine pool. Vooluhulk on ruumala sekundis, mõõdetuna kuupmeetrites sekundis; kiirus on teepikkus sekundis. Lai aeglane jõgi ja kitsas kiire oja võivad kanda ühesugust vooluhulka. Pidevus ei ütle midagi selle kohta, kui kiiresti vedelik peab liikuma — ainult seda, et mida iganes kiirus ja pindala teevad, jääb nende korrutis samaks, eeldusel et vedelik on kokkusurumatu ja teel midagi välja ei leki.

Key ideas

Requires: Rõhk vedelikes

Unlocks: Bernoulli võrrand

Formulas

A1v1=A2v2A_1 v_1 = A_2 v_2
SymbolNameUnit
A1A1pindalam^2 (ruutmeeter)
A2A2pindalam^2 (ruutmeeter)
v1v1kiirusm/s (meeter sekundis)
v2v2kiirusm/s (meeter sekundis)

Common misconceptions

  • Kitsam toru aeglustab vedelikku, sest sellel on vähem ruumi, kus liikuda.
  • Vooluhulk tähendab vedeliku kiirust, seega kirjeldavad need kaks sõna sama suurust.
  • Pidevus nõuab, et toru ristlõige oleks kõikjal ühesugune, et vedelik saaks edasi voolata.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.