无处不在的伯努利效应
学习物理,绕不过牛顿,拗不过伽利略,躲不过爱因斯坦,当然也离不开天才医生丹尼尔·伯努利。是的,丹尼尔最初是一名医生,并不是一位地地道道的物理学家。天资聪颖再加上后天努力,使得丹尼尔的学术著作非常丰富,他的数学和物理学著作、论文超过80篇。当然,在他的诸多发现中,最引人注目的当属“伯努利效应”。
1726年,丹尼尔·伯努利偶然发现:流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加,这就是伯努利效应。它适用于包括气体在内的一切流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一,反映出了流体的压强与流速的相互关系,也就是流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
小到足球比赛,大到航空运输,我们都可以发现伯努利效应的存在。
在2002年世界杯的欧洲预选赛上,英格兰对战希腊。贝克汉姆用他最擅长的右脚弧线球将英格兰队带进了世界杯决赛圈,英国媒体称该球“价值10亿英镑”。这里所说的弧线球又称“弧旋球”,是足球中的技术名词。踢弧旋球时,并不是踢足球的中心,而是稍微偏向一侧,同时让脚背摩擦足球,使足球前进时不断旋转。这时,一方面空气相对足球向后运动,另一方面球的旋转使得球周围的空气也随着旋转起来。这样,球旋转方向与运动方向相同的一侧空气流速变大,另一侧流速变慢。球两侧的压强不一样,致使球运行轨迹转弯,朝向流速大的一侧,这样就是弧旋球,其实质是伯努利效应。
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飞机是现代常见的交通工具,那么飞机是如何飞上天空的呢?我们知道,气球上浮是因为它内部的气体平均密度小于大气密度,靠浮力升空。而飞机却不是依靠浮力飞上天的,它的平均密度远远大于大气的密度。飞机在跑道上滑行,因为机翼和空气有相对运动速度,机翼上方的空气压力会减小,当飞机滑行的速度足够快时,就会产生足够大的升力,从而让飞机升空。这也是伯努利效应的体现。
我国唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。”从科学的角度解释,杜甫的茅屋透风严重,屋面下空气的压力大于屋面上的气压。风越刮越大,屋面上下的压力差也越来越大,风速超过了一定程度的时候,这个压力差就“哗”的一下掀起了屋顶的茅草,使其七零八落地随风飘扬,造成了“茅飞渡江撒江郊”的局面。
风是这样,水也如此。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间的水对两船内侧的压强,也就比外侧的水对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。这就是船吸现象。
在日常生活中也不乏伯努利效應。例如当你喝水时,把杯子举到嘴边时,你的嘴会习惯地去“吸”杯中的水。这时,胸部扩大,肺里和嘴里的气体压强减小,嘴附近的空气就向里跑,并且越靠近嘴的空气跑得越快,对水面的压强也就越小。于是,对于杯里的水面来说,靠近嘴的部分所受到的空气压强小,较远部分则大,这样,靠近嘴的水面就稍微高了一点,超过杯沿流到口内。
这些司空见惯的现象后面其实都有科学的解释。伯努利医生或许不是一位地地道道的物理学家,但他的伯努利效应却真实地在解释着这个世界!, 百拇医药(孙亚宁)
1726年,丹尼尔·伯努利偶然发现:流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加,这就是伯努利效应。它适用于包括气体在内的一切流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一,反映出了流体的压强与流速的相互关系,也就是流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
小到足球比赛,大到航空运输,我们都可以发现伯努利效应的存在。
在2002年世界杯的欧洲预选赛上,英格兰对战希腊。贝克汉姆用他最擅长的右脚弧线球将英格兰队带进了世界杯决赛圈,英国媒体称该球“价值10亿英镑”。这里所说的弧线球又称“弧旋球”,是足球中的技术名词。踢弧旋球时,并不是踢足球的中心,而是稍微偏向一侧,同时让脚背摩擦足球,使足球前进时不断旋转。这时,一方面空气相对足球向后运动,另一方面球的旋转使得球周围的空气也随着旋转起来。这样,球旋转方向与运动方向相同的一侧空气流速变大,另一侧流速变慢。球两侧的压强不一样,致使球运行轨迹转弯,朝向流速大的一侧,这样就是弧旋球,其实质是伯努利效应。
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我国唐朝著名诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。”从科学的角度解释,杜甫的茅屋透风严重,屋面下空气的压力大于屋面上的气压。风越刮越大,屋面上下的压力差也越来越大,风速超过了一定程度的时候,这个压力差就“哗”的一下掀起了屋顶的茅草,使其七零八落地随风飘扬,造成了“茅飞渡江撒江郊”的局面。
风是这样,水也如此。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间的水对两船内侧的压强,也就比外侧的水对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。这就是船吸现象。
在日常生活中也不乏伯努利效應。例如当你喝水时,把杯子举到嘴边时,你的嘴会习惯地去“吸”杯中的水。这时,胸部扩大,肺里和嘴里的气体压强减小,嘴附近的空气就向里跑,并且越靠近嘴的空气跑得越快,对水面的压强也就越小。于是,对于杯里的水面来说,靠近嘴的部分所受到的空气压强小,较远部分则大,这样,靠近嘴的水面就稍微高了一点,超过杯沿流到口内。
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