• 締切済み

流体力学?

この問題を解いていただきたいです。 分野が全く違うので困っています。。。 空気中にあるシリンダーにピストンがはまっており、体積Vのほぼ密閉状態となっているが、小さな穴(面積A)がピストンと反対側に空いている。 時刻0にこのピストンが急に移動しだし、シリンダー内の体積がV/secで変化しているとすると、このときのピストンを押している力Fはどのようになるか。 シリンダー内の流体は完全流体と空気の2通りで行い、また条件が足りないときは適宜自分で仮定していいです。 よろしくお願いします。

みんなの回答

回答No.3

初期条件での体積がV,毎秒Vの速度で膨張しているから定速膨張。 加速度がないと言うこと。従って,加わる力Fも一定。 内・外圧差が定義されていないのでFの大きさは不明。 単なる速度と加速度,力の大きさの問題。しかも加速度ゼロ。 なので,流体力学と言えるほどの問題なのか疑問。

  • mpascal
  • ベストアンサー率21% (1136/5195)
回答No.2

シリンダ内の初期圧力とシリンダの外側の圧力が大気圧であるとすると、 ピントンが一定速で押し込まれているので、シリンダの断面積をaとすると、V✕a=Q(一定)と関係が成り立つ。 小さな穴をオリフィス考えると、そのオリフィスを流れる流量Q’は内外圧差Pにより決まる。 ピストンが動き始めた初期は内圧上昇過程にあり、Q’<Qである。 内外圧差PがQ=Q’の条件を満たせば、それ以降Pはピントンの移動行程中一定となる。

  • RTO
  • ベストアンサー率21% (1650/7788)
回答No.1

ピストンの面積も提示されていないんですねぇ 圧縮とも膨張とも解釈できるよこれ。 圧縮側で考えます 要するにピストンの速度は終点(体積=0)まで一定と考えられます t=0 質量があるピストンを「瞬時に」加速するのに必要な力  ・・・計算不可能ですね ピストンの質量は無視していいんでしょうか? 0t<1 だんだんと大きくなっていくはず t=1 体積0になる直前にほぼ無限大の力に。 何かこの設問 思考実験としても相当無理があるような。

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