Nejste přihlášen/a.
Prosím o pomoc s následujícím matematickým výpočtem:
Mám dva naprosto stejné měchy o objemu 1m krychlový. Jeden je potopený do hloubky 20 metrů a naprosto vyfouklý. Druhý plave na hladině a je plně nafouklý tlakem o něco větším než panuje v hloubce 20 metrů. Oba měchy jsou spojené hadicí o průměru 15 cm, ve které panuje stejný tlak jako v tom horním měchu, t.j. o něco větším, než panuje v hloubce 20 metrů.
Moje otázka: Když budu chtít objem horního měchu přefouknout do toho ponořeného v hloubce 20 metrů, tak jaký tlak budu muset vyvinout, abych celý obsah horního měchu mohl přefouknout do toho spodního a jaká je spotřeba práce na tento výkon?
Přikládám nákres situace a prosím o pomoc s výpočtem. Pokud nebudete schopni můj zadaný výpočet provést, tak prosím o radu, kam bych se měl o pomoc a radu s výpočtem obrátit. Předem děkuji za Vaší odpověď a pomoc.
Problém je nepřesně definován a tudíž to nelze spočítat.
na horní mněch dle nákresu nepůsobí tlak, ale síla. Tlak je úmerný ploše a této síle.
Na spodní měch působí hydrostatický tlak.
Tlak uvnitř celého systému je stejný.
Pokud bys měl v zadání nahoře a dole jen sílu, nebo jen tlak, tak bude nafouklý měch s nižším působícím tlakem a tlak systému mu bude roven.
Jinak je nutné provést přepočet přes styčnou plochu měchu, která nebyla zadána.
1/ síla bude rovna tlak*plocha
2/ přesnou dobu nelze spočítat, měly by s tím problém i super-počítače
3/ práce = síla*dráha
4/ rychlost je mimo jiné na průměru trubky závislá. U průměru trubky 15cm bude zanedbatelná
5/ vzorce 1/ a 3/ jsem naznačil, zbytek je odvislý od toho, co lze a nelze zanedbat
Pro matematické rady se obrat na Mirek2, umí to velmi dobře.
Velice děkuji za srozumitelné vysvětlení. Obrázek jsem nakreslil dost nepřesně, protože jsem s matematikou a fyzikou skončil po maturitě na gymnaziua a pak se věnoval ekonomii.
Nahoře i dole jde o krychle s objemem 1 metr krychlový, které mají dvě protilehlé svislé plochy pevné a na tu horní působí z pravé strany ta síla. Ta protější svislá stěna s vývodem vzduchu směrem dolů je naprosto pevná a neumožňuje žádný pohyb. Zbývající stěny krychle jsou tvořeny velice pevnou,elastickou a vzduch nepropouštějící tkaninou, která se při stlačení zřasí. Stejně vypadá a funguje i spodní krychle o stejném objemu 1 krychlový metr, kddyž je plně nafouknutá.
V horní krychli i ve spojovací trubici panuje stejný nebo nepatrně vyšší tlak vzduchu než je hydrostatický tlak v hloubce 20 metrů. Na výstupu z horní krychle je ve spojovací hadici umístěn i ventil, který se na začátku operace otevře.
Bude možné po tomto upřesnění zodpověddět alespoň přibližně položené otázky?
Předem děkuji pokud mé prosbě vyhovíte.
hydrostatický tlak je p=h*ro*g (výška*hustota*tíhové zrychlení)
p=20*1000*10=200000pa
síla=tlak*plocha F=p*S= 200000N
práce=síla*dráha W=F*s=200000W
Pokud tedy síla na horní stěnu překročí 200000N (20tun), tak se nafoukně spodní měch.
.
Pokud by byl tlak systému blízký atmosferickému, tak se bude se vzrůstající silou horní měch stlačovat
a až tlak uvnitř systemu dosáhne 200kpa, tak se začne nafukovat spodní měch, jehož zdvih by byl odhadem ale poloviční. Zbytek energi by byl uložen ve stlačení vzduchu.
Ty píšeš, že ten tlak bude vyšší, tak tím by toto mělo být eliminováno.
.
Rychlosti závisí na hydrodynamických vlastnostech vody a vzduchu.
Pokud by se to zanedbalo, tak by snad mohl být použit newtonův zákon F=ma (síla, hmotnost, zrychlení), kde by zrychlení odpovídalo poměru síly ovládací vůči síle hydrostatické.
.
Pokud cílíš na nějakou praktickou aplikaci, např ukládání energie, tak jakékoliv snahy o zrychlení povedou k výrazným ztrátám. Je tedy vhodné, aby ovládací síla byla co nejnižší možná a posun ovládání pomalý.
Neneseme odpovědnost za správnost informací a za škodu vzniklou jejich využitím. Jednotlivé odpovědi vyjadřují názory jejich autorů a nemusí se shodovat s názorem provozovatele poradny Poradte.cz.
Používáním poradny vyjadřujete souhlas s personifikovanou reklamou, která pomáhá financovat tento server, děkujeme.