圧力問題の解法と圧力計算
- 長さ48m、直径1.5mの外側の土管と長さ48m、直径0.9mの内側の土管の隙間に水を満タンに入れ、内側の土管を水平の長さ1mに対して0.18m上げた場合の圧力を計算する方法を教えてください。
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圧力
ちょっと質問内容がわかりにくいかもしれませんが、おねがいします。 「長さ４８ｍ、直径１．５ｍの土管のなかに、長さ４８ｍ、直径０．９ｍの土管をいれたとします。そして、外側の土管と内側の土管の隙間に水を満タンに入れたとします。そしてこの二つの土管の片方を水平の長さ１ｍに対して０．１８ｍあげたとします。傾きとしては１８/１００です。このとき土管の一方の端がもう一方の端よりも水の圧力をうけていますよね。この強い水の圧力をうけている方の1平方メートルあたりの圧力を求めたいのです。なお、土管の厚さや重さ、傾けたときなどに水はこぼれないものとします。」本当は図を書いて質問したいのですが、あいにくそれができないので文字だけになってしまいました。質問内容がわかりにくいところなどは補足のほうでお願いいたします。
- rnalaid
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- 物理学
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１．内部の水に流れが無い場合 開口部（大気圧と一緒の部分）の位置が不明ですが、傾いていようが二重円筒管であろうが形状に依らず、圧力はその位置からの高さ（垂直方向の変位：ｈ）できまります。 相対圧力（大気圧あるいは開口部の圧力に対する圧力）Ｐ＝ρｇｈ です。 （ρ：密度、ｇ：重力加速度）但し単位には注意して下さい。 ＞1平方メートルあたりの圧力 とありますが、圧力の定義が「単位面積あたりの力」ですので、得られた圧力に面積を掛ければ、その面積が受ける力になります。 ２．圧力差によって水が流れている場合 基本的には（１）の場合の考え方ですが水が流れることによるエネルギー損失（圧力損失）分、下流側の圧力が減ることになります。 この場合、流路の形状（二重円筒管等）や水の粘度、（平均）流速等の影響を考慮する必要があります。但し、この場合基準になる圧力は流入圧力や流出圧力となりますので、どちらにしても圧力の基準となるとなる位置が必要になると思います。
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