Presión alrededor de la boquilla de una jeringa

Alrededor de la boquilla de una jeringa (que está llena de agua y se empuja el pistón), al aplicar la ecuación de Bernoulli, ¿la presión justo fuera de la jeringa será cero o la presión atmosférica? Además, ¿la velocidad del agua (no la tasa de flujo volumétrico) justo dentro de la jeringa será cero o algún valor?

Editar: esta duda se deriva de los problemas de Irodov en el problema de física general 1.322 . La solución de la pregunta dice que la presión fuera de la boquilla sería cero y la velocidad dentro sería cero, pero no entiendo cómo sería eso correcto. En otra situación similar (agujero en un tanque de agua abierto), la presión justo afuera del agujero siempre es presión atmosférica. Además, cuando se empuja una boquilla con una fuerza constante, es decir, una aceleración continua, ¿no debería haber una acumulación de velocidad en el agua de la jeringa?

¿Qué quieres decir con "justo afuera"? ¿Delante de la boquilla oa lo largo de ella?
En frente de eso. Lo siento si no estaba claro.
Pido disculpas, pero me parece que esta es una pregunta de tipo tarea, que está fuera de los límites aquí. Si expande su publicación para decir lo que USTED cree que sucede y por qué, eso podría mejorar las posibilidades de una respuesta.
Creo que apreciará más la insignificancia de la velocidad del fluido distinta de cero en la jeringa al considerar que esta velocidad en términos de energía mecánica (que es Bernoulli) aparece como un término de energía cinética proporcional al cuadrado de la velocidad, es decir v 2 . Así que si v ≪ 1 como se indica en la respuesta de @Deep, considere cuánto más pequeño v 2 es.
Una experiencia interesante: youtu.be/I5mkf066p-U?t=78

Respuestas (1)

Alrededor de la boquilla de una jeringa (que está llena de agua y se empuja el pistón), al aplicar la ecuación de Bernoulli, ¿la presión justo fuera de la jeringa será cero o la presión atmosférica?

Si ignora el aumento de presión debido a la tensión superficial, entonces dentro del chorro que sale de la jeringa, la presión absoluta será la atmosférica. Si está hablando en términos de presión manométrica , entonces la presión dentro del chorro será cero.

Además, ¿la velocidad del agua (no la tasa de flujo volumétrico) justo dentro de la jeringa será cero o algún valor?

La velocidad del agua dentro de la jeringa ( v ) no será cero, pero será pequeño en comparación con la velocidad del chorro ( v j ) que sale de la jeringa. Si A es el área de la sección transversal de la jeringa y A j es la sección transversal del chorro a la salida de la jeringa, entonces la conservación de la masa implica v / v j = A j / A ≪ 1 . Esto justifica despreciar la velocidad del fluido dentro de la jeringa (en comparación con la velocidad del chorro) como primera aproximación.

En otra situación similar (agujero en un tanque de agua abierto), la presión justo afuera del agujero siempre es presión atmosférica.

Aquí, Irodov usa presión absoluta en su solución, mientras que anteriormente usaba presión manométrica. Cualquiera de las dos te dará la misma respuesta.

Además, cuando se empuja una boquilla con una fuerza constante, es decir, una aceleración continua, ¿no debería haber una acumulación de velocidad en el agua de la jeringa?

Como dije antes, habrá una velocidad de fluido distinta de cero dentro de la jeringa, pero será insignificante en comparación con la velocidad del chorro. Puede incluirlo si lo desea, pero el cambio en la respuesta final será insignificante. Si además desea incluir la aceleración del fluido debido al movimiento del pistón, entonces debe usar la ecuación de Bernoulli inestable .

"Si ignora el aumento de presión debido a la tensión superficial, entonces dentro del chorro que sale de la jeringa, la presión absoluta será la atmosférica. Si está hablando en términos de presión manométrica, entonces la presión dentro del chorro será cero". Bien. Por supuesto. ¡¡Gracias!! No pensé en usar presión manométrica en ninguna de las preguntas.
Mi pregunta sobre la velocidad parece tonta ahora que señala que será insignificante en comparación con la velocidad de la boquilla, no absolutamente cero.
@PallavSrivastava No es tonto. En el modelado matemático de fenómenos físicos, es importante saber cómo aproximarse.
Presión alrededor de la boquilla de una jeringa
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