Equação de bernoulli
A energia potencial da água muda enquanto ela se move. Enquanto que a água se move, a mudança na energia potencial é a mesma que aquela de um volume V que se movimentou da posição 1 para a posição 2. A energia potencial da água no resto do tubo é a mesma que a energia potencial da água antes do movimento. Logo, temos que
mudança na energia potencial = massa da água em V g mudança na altitude = densidade V g (h2 � h1) = V g (h2 � h1).
A energia cinética da água também muda. Novamente, só precisamos achar a mudança na energia cinética em um pequeno volume V, como se a água na posição 1 fosse substituida pela água na posição 2 (veja a figura acima). A energia cinética da água no resto do tubo é a mesma que a energia cinética antes do movimento. Logo, temos que mudança na energia potencial = ½ m v22 � ½ m v12 = ½ V v22 � ½ V v12.
Se a força sobre a água na posição 1 é diferente do que a força da água na posição 2, existe um trabalho sobre a água à medida que ela se move. A quantidade de trabalho é W = F1 l1 � F2 l2. Mas, força = pressão vezes área, de modo que W = p1 A1 l1 � p2 A2 l2 = p1 V - p2 V .
O trabalho deve ser igual à mudança na energia. Logo, p1 V - p2 V = V g (h2 � h1) + ½ V v22 � ½ V v12 ou p1 V + V g h1+ ½ V v12 = p2 V + V g h2 + ½ V v22.
Dividindo por V, temos que p1 + g h1+ ½ v12 = p2 + g h2 + ½ v22 [1.5] ou p + g h+ ½ v2= constante. [1.6]
Esta é a equação de Bernoulli. Ela implica que, se um fluido estiver escoando em um estado de fluxo contínuo, então a pressão depende da velocidade do fluido. Quanto mais rápido o fluido estiver se movimentando, tanto menor será a pressão à mesma altura no fluido.
P1 - Pressão no ponto 1; V – Velocidade; Massa Volúmica; g - Gravidade; h1 – Altura no ponto 1; V1 – Volume no ponto 1; P2 – Pressão no ponto 2; h2 –