Torricellin laki

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Torricellin laki. Avoimessa astiassa nesteen ulostulonopeus aukosta (outlet) on yhtä suuri kuin korkeudelta h pudotetun kappaleen nopeus sen pudottua tämä matka h.

Torricellin laki tai Torricellin teoreema liittyy virtausdynamiikkaan. Laki on nimetty lain 1643 löytäneen Evangelista Torricellin mukaan.[1]

Lain mukaan avoimen astian nestepinnan ollessa jollakin korkeudella (kuvassa h) astian kyljessä olevasta reiästä, on nesteen virtausnopeus reiästä yhtä suuri kuin samalta korkeudelta tippuneen kappaleen nopeus.[2]

Laki pätee jos neste oletetaan ideaalinesteeksi. Siihen ei siis vaikuta mm. ilmanvastus tai viskositeetti. Myöskään putoavaan kappaleeseen ei vaikuta ilmanvastus ja g pysyy vakiona.

Pudonneelle kappaleelle pätee kaava , jossa v on tippuneen kappaleen nopeus (m/s) sen pudottua korkeudelta h (m). g on painovoiman aiheuttama putoamiskiihtyvyys (~9.81 m/s2).[2]

Nesteen nopeudelle pätee seuraavanlainen Bernoullin laista johdettu kaava:[2]

Nopeuden v selvittämiseksi yhtälö muutetaan muotoon ottaen huomioon että h1 – h2 = h:[2]

Jos P = P0, kuten se on avoimessa astiassa jollaisessa Torricellin laki pätee, supistuu yllä olevasta kaavasta osa pois ja saadaan pudonneen kappaleen kaava:[2]

P0 = paine reiän ulkopuolella, yleensä yhtä suuri kuin ilmanpaine (Pa)

P = paine astian sisällä (arvo voi olla eri kuin P0, jos astia on suljettu)

ρ = tiheys, rhoo (kg/m3)

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Torricelli's theorem | physics Encyclopedia Britannica. Viitattu 21.11.2017. (englanniksi)
  2. a b c d e Serway, Raymond A.: Physics for scientists and engineers., s. 418. Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2010. 500920961. ISBN 9781439048443. Teoksen verkkoversio.