ベルヌーイの定理
ベルヌーイの原理とは、流体力学の考え方です。流体の速度が速くなると圧力が下がるというものです。右の写真は、このようなことが起こっていることを示しています。管の広い部分の空気は、細い部分よりも静圧が高くなっています。安定した流れのためには、管に入る流体の量と管から出る流体の量が同じでなければならないので、細い部分の流体の速度が速くならなければなりません。
ある領域に力が作用することを「圧力」といいます。圧力が高いほど、流体は圧力の低い方へ押し出されます（加速されます）。したがって、流体の速度の変化は、圧力（力）の変化と一致しなければなりません。ベルヌーイは、管の小さい部分では流体がより速く動く一方で、圧力は小さくなることを見ていました。これは、単一の流れの経路に沿った速度と圧力の変化を指しており、異なる速度の2つの異なる流れには適用されないことに注意してください。
ベルヌーイの原理の完全版には、圧力による仕事と、高さの変化によるポテンシャルエネルギーの変化の両方が含まれています。この形式では、原理は、圧力、運動エネルギー、および潜在的エネルギーの合計が一定であると言います。(ベルヌーイは粘性や圧縮性を考慮していない)。
ベルヌーイの原理を示すベンチュリー。右側の水は大管の圧力が高いために低くなっています。
質問と回答
Q:ベルヌーイの原理とは何ですか?
A:ベルヌーイの原理とは、流体の速度が速くなると圧力が下がるという、流体力学の概念です。
Q: ベルヌーイの原理は、右の写真でどのように証明されていますか?
A: この写真では、チューブの幅の広い部分の空気の静圧が細い部分よりも高いため、細い部分の流体速度が速くなることがわかります。
Q: 圧力とは何ですか?
A:圧力とは、ある面積に作用する力のことです。
Q: 流体の速度が変化するとどうなりますか?
A: 流体の速度が変化すると、それに見合った圧力や力が変化しなければなりません。
Q: ベルヌーイの原理は、速度の異なる2つの流れに適用されるのでしょうか?
A: いいえ、ベルヌーイの原理は、1つの流れの経路に沿った速度と圧力の変化にのみ適用されます。
Q: ベルヌーイの原理の完全版には何が含まれているのですか?
A:ベルヌーイの原理の完全版には、圧力による仕事と高さの変化による位置エネルギーの変化の両方が含まれます。
Q: ベルヌーイの原理は何を考慮しないのですか?
A: ベルヌーイの原理は、粘性や圧縮性を考慮しません。
