W równaniu Bernoulliego dla przepływu nieściśliwego pojawiają się trzy podstawowe składniki energii na jednostkę objętości: ciśnienie statyczne, składnik hydrostatyczny oraz składnik kinetyczny. Ciśnienie dynamiczne (zwane też spiętrzeniem dynamicznym) odpowiada właśnie temu składnikowi kinetycznemu i ma postać:
q = (1/2) · ρ · v2
Aby je obliczyć, trzeba więc znać prędkość średnią przepływu v. W zadaniach z rurą wyznacza się ją zwykle z natężenia przepływu objętościowego:
v = Q / A, gdzie A = πd2/4.
Po wyznaczeniu pola przekroju z podanej średnicy d i podzieleniu Q przez A otrzymuje się prędkość v w m/s. Następnie podstawia się v oraz gęstość ρ (w kg/m3) do wzoru q = (1/2)·ρ·v², co daje wynik w paskalach (Pa), bo 1 Pa = 1 N/m².
Dlaczego pozostałe odpowiedzi mogą kusić?
- 240 Pa i 480 Pa często wynikają z błędów pośrednich: pomylenia promienia ze średnicą w polu A albo użycia niewłaściwego współczynnika (np. pominięcia 1/2 lub wykonania części obliczeń bez kontroli jednostek).
- 1920 Pa bywa skutkiem podwojenia prędkości (a ponieważ q zależy od v², błąd prędkości szybko mnoży wynik) albo nieuprawnionego "doliczenia" czegoś związanego z długością rurociągu mimo braku danych o stratach tarcia.
W tym typie zadania kluczowe jest rozpoznanie, że pytanie dotyczy wyłącznie ciśnienia dynamicznego, więc potrzebujesz tylko ρ i v, a v liczysz z Q i geometrii przekroju.
