Dinamički pritisak

U dinamici fluida, dinamički pritisak (oznaka q ili Q, ponekad se i naziva pritisak brzine) je veličina definisana kao:

$q\ =\ {\frac {1}{2}}\rho v^{2}$

gdje je (koristeći SI jednice):

$q$ = dinamički pritisak u paskalima)

$\rho$ = gustoća fluida u kg/m³ (npr. gustoća zraka)

$v$ = brzina fluida u m/s

Fizikalno značenje

Dinamički pritisak je usko vezan sa kinetičkom energijom fluidne čestice, jer su obje veličine proporcionalne masi čestice (preko gustoće, u slučaju dinamičkog pritiska) i kvadratu brzine. Dinamički pritisak je, u stvari, jedan dio u Bernoullijevoj jednačini, koji je, u suštini, jednačina o održanju energije za fluid u kretanju.

Drugi bitan akspekt dinamičkog pritiska je taj da je, kako to dimenzionalna analiza pokazuje, aerodinamički napon koju trpi letjelica koja leti brzinom $v$ je proporcionalna gustoći zraka i kvadratu $v$, npr. proporcionalna je $q$. Zbog toga, posmatrajući varijaciju $q$ tokom leta, moguće je odrediti kako će napon varirati, te kada će dostići maksimalnu vrijednost. Tačka maksimalnog aerodinamičkog opterećenja se često označava kao max Q i to je kiritični parametar, na primjer, za letjelicu tokom lansiranja.

Drugi oblici

Ako se promatrani fluid može smatrati idealnim plinom (što je i slučaj kod zraka), dinamički pritisak se može izraziti kao funkcija pritiska fluida i Machovog broja.

Korsteći zakon idealnog plina:

$p=\rho RT$

definiciju brzine zvuka:

$v_{s}={\sqrt {kRT}}$

i definicije Machovog broja:

$Ma={\frac {v}{v_{s}}}$

dinamički pritisak se može napisati kao:

$q\ =\ {\frac {k}{2}}pMa^{2}$

gdje je (koristeći SI jedinice):

$p$ = pritisak u paskalima

$Ma$ = bezdimenzionalni Machov broj

$\rho$ = gustoća u kg/m³

$R$ = specifična plinska konstanta (287,05 J/(kg·K) za zrak)

$T$ = apsolutna temperatura u kelvinima

$k$ = bezdimenzionalni omjer toplotnog kapaciteta (1,4 za zrak, konstantno)

$v$ = speed in m/s

$v_{s}$ = speed of sound in m/s

Drugo, ako bi posmatrali letjelicu pri uzletanju i koritili formulu za gustoću zraka kao funkciju visine (važi samo sa slojeve niže od tropopauze), dinamički pritisak, u vezi sa letjelicom, može se izraziti kao:

$q\ =\ {\frac {v^{2}\cdot p_{0}\cdot M}{2\cdot R\cdot \left(T_{0}+L\cdot h\right)}}\cdot \left(1+{\frac {L\cdot h}{T_{0}}}\right)^{\frac {g\cdot M}{-R\cdot L}}$

gdje je (koristeći SI jedinice):

$q$ = dinamički pritisak u paskalima

$v$ = spacecraft's velocity inbrzina letjelice u m/s

$p_{0}$ = atmosferski pritisak na površina mora u paskalima

$M$ = molekularna masa suhog zraka (0,0289644 kg/mol)

$R$ = specifična plinska konstanta (287.05 J/(kg·K) )

$T_{0}$ = apsolutna temperatura na površini mora u kelvinima

$L$ = pad temprature atomofere (−0,0065 K/m)

$h$ = visina iznad mora u m

$g$ = gravitaciono ubrzanje (9,80665 m/s²)

Također pogledajte

• Pritisak

Vanjski linkovi

• Definicija dinamičkog pritiska Eric Weisstein's World of Science