伯努利原理的广泛应用给我们的生活带来了怎样的好处?

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伯努利原理的提出者是丹尼尔·伯努利,是一位生活在18世纪的瑞士物理学家兼数学家,伯努利于1726年提出了著名的伯努利原理。伯努利方程背后的本质是机械能守恒,在流动的介质中巧妙的表达了重力势能、压力势能、动能三者之间的能量守恒。

伯努利方程是流体力学中最重要的公司之一,在生活中应用相当广泛。

1、机翼的上升力

飞机是当下最快捷的交通工具,其能够飞起来是因为机翼上下的压力差克服了飞机重力,机翼上下的压力差就是利用了伯努利方程。

机翼上面是弧形、下面是直线,因而机翼上面空气流通快,压力较低,机翼下空气流通较慢,压力大,这样就产生了一个向上的压力差。

2、弧线球

没看过十大角球直接射门的真是一种遗憾,足球比赛中如果防守队员将球碰出底线裁判就会判给进攻方角球,这时直接打门的唯一方法就是踢弧线球。

这也是利用伯努利方程,让球旋转起来,带动周围空气也转起来,球两侧由于空气流速不同就会产生一个压力差,球的轨迹就不会是直线,而是一条弧线。

除了足球,乒乓球,桌球都可以打出弧线球。

3、喷雾器

小型喷雾器在农村常用来为农作物喷洒农药,大型的喷雾器在城市常用来清扫绿色植物上的灰尘。

其基本原理如下图:活塞腔内高速空气经过细口射出,流经细口时空气流速很大,从而形成一个低压区,就会将装药瓶内的液体抽出,形成气液混合介质。

4、射流真空泵

射流真空泵原理图如上如,其核心的部件就是如下图的喷嘴,喷嘴中高速流过的水流形成一个低压区,从而将左侧罐体中的空气抽出。

今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!


核先生科普


背景资料

丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。



伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv2+ρgh=C,这个式子被称为伯努利方程。式中p为流体中某点的压强,v为流体该点的流速,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为该点所在高度,C是一个常量

生活中主要应用:

①飞机飞行的升力

因为机翼受到向上的升力。飞机飞行时机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面的形状,上:” 下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。由伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大。这样就产生了作用在机翼上的方向的升力。

②球类运动中的旋转球

旋转球和不转球的飞行轨迹不同,是因为球的周围空气流动情况不同造成的。考虑球的旋转,转动轴通过球心且垂直于纸面,球逆时针旋转。球旋转时会带动周围得空气跟着它- ~起旋转,至使球的下方空气的流速增大,上方的流速减小,球下方的流速大,压强小,上方的流速小,压强大。跟不转球相比,旋转球因为旋转而受到向下的力,“飞行轨迹要向 下弯曲。



③喷雾器的应用

让空气从小孔迅速流出,小孔附近的压强小,容器里液面上的空气压强大,液体就沿小孔”下边的细管升.上来,从细管的上口流出后,空气流的冲击,被喷成雾状。

当然生活中有关伯努利的应用有很多,但都离不开不同位置的流速,压强差不一样等伯努利方程的核心因素。理解好开篇说的伯努利方程,你会发现生活中处处可见它的应用。知识的创新源于生活,也必将应用于生活。


旮旯小胡


丹尼尔·伯努利在1726年首先提出:“在水流或气流里,如果速度小,压强就大;如果速度大,压强就小”。我们称之为“伯努利原理”。 我们拿着两张纸,往两张纸中间吹气,会发现纸不但不会向外飘去,反而会被一种力挤压在了一起。因为两张纸中间的空气被我们吹得流动的速度快,压力就小,而两张纸外面的空气没有流动,压力就大,所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起。这就是“伯努利原理”


原理的简单示范1 列车(地铁)站台的安全线 在列车(地铁)站台上都划有黄色安全线。这是因为列车高速驶来时,靠近列车车厢的空气被带动而快速运动起来,压强就减小,站台上的旅客若离列车过近,旅客身体前后会出现明显的压强差,身体后面较大的压力将把旅客推向列车而受到伤害。 所以,在火车(或者是大货车、大巴士)飞速而来时,你绝对不可以站在离路轨(道路)很近的地方,因为疾驶而过的火车(汽车)对站在它旁边的人有一股很大的吸引力。有人测定过,在火车以每小时50公里的速度前进时,竟有8公斤左右的力从身后把人推

2 船吸现象 1912年秋天,“奥林匹克”号轮船正在大海上航行,在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶,两艘船似乎在比赛,彼此靠得比较近,平行着驶向前方。忽然,正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地,一点也不服从舵手的操纵,竟一头向“奥林匹克”号撞去。最后,“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上,撞出个大洞,酿成一件重大海难事故。 究竟是什么原因造成了这次意外的船祸?在当时,谁也说不上来,据说海事法庭在处理这件奇案时,也只得糊里糊涂地判处“豪克”号船长操作不当呢!


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