В физике, давление плашек - это давление, оказываемое на тело, движущееся в текучей среде, вызванное относительным объемным движением жидкости, а не случайным тепловым движением. Это вызывает приложение силы перетаскивания к телу. Давление поршня задается в форме тензора как
,
где - плотность жидкости; это поток импульса в секунду в направлении через поверхность с нормалью в направлении . - компоненты скорости жидкости в этих направлениях. Суммарный тензор напряжений Коши представляет собой сумму этого давления плунжера и изотропного теплового давления (при отсутствии вязкость ).
В простом случае, когда относительная скорость нормальна к поверхности, а импульс полностью передается объекту, давление поршня становится
.
Эйлерова форма уравнения движения Коши для жидкости:
для изотропного давления , где - скорость жидкости, плотность жидкости и ускорение свободного падения. Таким образом, эйлерова скорость изменения количества движения в направлении в точке (с использованием нотации Эйнштейна ):
Подставив сохранение массы, выраженное как
,
это эквивалентно
с использованием правила произведения и дельты Кронекера . Первое слагаемое в скобках - это изотропное тепловое давление, а второе - давление плунжера.
В этом контексте ударное давление - это передача импульса за счет адвекции (поток материи, несущий импульс через поверхность в тело). Масса за единицу секунды, втекающую в объем , ограниченный поверхностью , равна
и импульс в секунду переносит в тело:
равно члену давления поршня. Это обсуждение может быть расширено до сил «сопротивления»; если вся материя, падающая на поверхность, передает весь свой импульс объему, это эквивалентно (с точки зрения передачи импульса) материи, входящей в объем (контекст выше). С другой стороны, если передается только скорость, перпендикулярная поверхности, поперечные силы отсутствуют, а эффективное давление на эту поверхность увеличивается на
,
где - составляющая скорости, перпендикулярная поверхности.
Какое на уровне моря давление набегающего воздуха при 100 миль / ч ?
ρ = 0,0023769 плотность воздуха на уровне моря (пробки / фут)
v = 147 (100 миль / ч = 147 футов / сек)
P = 0,5 * ρ * v
P = 25,68 (давление в фунт-сила / фут)
ρ = 1,2250 Плотность воздуха на уровне моря (кг / м)
v = 44,7 (100 миль / ч = 44,7 м / с)
P = 0,5 * ρ * v
P = 1224 (давление в Па = Н / м)
Высота (футы) | Плотность воздуха (снарядов / фут) | Высота (м) | Плотность воздуха ( кг / м) |
---|---|---|---|
на уровне моря | 0,0023769 | 0 | 1,2250 |
5000 | 0,0020482 | 1524 | 1,0556 |
10,000 | 0,0017555 | 3048 | 0,9047 |
20,000 | 0,0012673 | 6096 | 0,6531 |
50,000 | 0,0003817 | 15240 | 0,1967 |
100,000 | 0,0000331 | 30480 | 0,0171 |
В астрономии и астрофизике, Джеймс Э. Ганн и Дж. Ричард Готт сначала предположил, что галактики в скоплении галактик, движущиеся через горячую внутрикластерную среду, будут испытывать давление
где - давление плунжера, плотность газа внутри скопления и скорость галактики относительно средний. Это давление может удалить газ из галактики, где, по сути, газ гравитационно связан с галактикой менее сильно, чем сила, создаваемая внутрикластерной средой «ветер» из-за давления тарана. Свидетельство этого разрушения под давлением можно увидеть на изображении NGC 4402..
Считается, что снятие давления с баллона оказывает глубокое влияние на эволюцию галактик. По мере того, как галактики падают к центру скопления, все больше и больше их газа удаляется, включая более холодный, более плотный газ, который является источником продолжающегося звездообразования. В спиральных галактиках, которые упали, по крайней мере, до ядра скоплений Virgo и Coma, газ (нейтральный водород) истощился таким образом, и моделирование предполагает, что этот процесс может происходить относительно быстро, со 100% истощением, происходящим через 100 миллионов лет, до более постепенных нескольких миллиардов лет.
Недавние радионаблюдения за эмиссией окиси углерода (CO) из трех галактик (NGC 4330, NGC 4402 и NGC 4522 ) в кластере Virgo указывают на то, что молекулярный газ не удаляется, а вместо этого сжимается ударным давлением. Повышенная эмиссия Hα, признак звездообразования, соответствует сжатой области CO, предполагая, что звездообразование может быть ускорено, по крайней мере временно, в то время как происходит отгонка нейтрального водорода под давлением парашюта.
A метеороид, перемещающийся на сверхзвуке через атмосферу Земли, создает ударную волну, генерируемую чрезвычайно быстрым сжатием воздуха перед метеороидом. В первую очередь это давление поршня (а не трение ), которое нагревает воздух, который, в свою очередь, нагревает метеороид, когда он обтекает его.
Командный модуль Аполлона 7Гарри Джулиан Аллен и Альфред Дж. Эггерс из NACA использовал представление о давлении тарана, чтобы предложить концепцию тупого тела : большое тупое тело, входящее в атмосферу, создает пограничный слой. сжатого воздуха, который служит буфером между поверхностью тела и нагретым сжатием воздухом. Другими словами, кинетическая энергия преобразуется в нагретый воздух за счет давления поршня, и этот нагретый воздух быстро удаляется от поверхности объекта с минимальным физическим взаимодействием и, следовательно, с минимальным нагревом тела. Это было нелогично в то время, когда считалось, что лучше резкие обтекаемые профили. Эта концепция тупого тела использовалась, например, в Аполлон -эра капсулы.