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圧力(物理)に関する質問

以下の問題がわかりません。 画像の図のように試験管に入った水が角速度ωで水平に回転しています。中心点から水の表面までの距離をr_0とします。 1)いかなるrにおいても P=(1/2)ρ(ω^2){(r^2)-(r_0^2)} + P_atm がなりたつ事を証明。 (P_atmは大気圧、ρは密度です。) 2)ω=3.8×10^5 rad/sec 、r_0=10cmのときr=13cmでの圧力を求めよ。 どなたかよろしくお願いします。 

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回答No.1

(1) 圧力によって位置 r の水に生じる加速度は (∂P/∂r)/ρ これはその位置の遠心力と一致するから (∂P/∂r)/ρ=rω^2 両辺を r で積分し r = r0(水表面) で P=大気圧になることを 境界条件にすれば与式が得られます。 (2) 与式に具体値を入れて計算してみてください。 P_atm = 101325 Pa です。

gumi3goo
質問者

お礼

位置rでの加速度はそう求めるのですね。大変お世話になりました。ありがとうございます。

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