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飞机和喷壶有什么关系

2021-09-23

科普童话·百科探秘 2021年9期
关键词:伯努利喷壶旅客

“各位尊敬的旅客,A2021号航班即将启航了,请各位旅客前往A1口登机。”

刚要登机,老咪却发起愁来。原来,因为疫情的缘故,老咪在百宝囊里准备了一个消毒液小喷壶,没事就拿出来,左喷喷、右喷喷。但飞机不能携带液体,老咪只能眼睁睁地看着小喷壶被安检留下……

“没有小喷壶,遇到病毒该怎么办?”老咪抱怨道。

“没关系,我可以做一个喷壶!”只见柯贝西用吸管和纸杯简单地组装之后,用嘴一吹,喷壶里面的水就变成雾状喷了出来。

“真好玩,这是什么原理?”老咪擺弄着小喷壶,暂时忘记了还缺少消毒液的事儿。

“这个呀,跟飞机能飞在天上是一样的原理哦。”

这一句话,让老咪彻底迷糊了。

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实验材料:废纸箱、长竹签、吸管、卡纸、透明胶带、双面胶带、剪刀、笔、锥子、打孔器

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老咪爱飞行

飞机为什么能飞起来?

1726年,丹尼尔·伯努利提出了一个伟大的原理:“在低速流动的流体中,一条流管内气(液)体流速越大,其静压越小。”这就是如今被广泛应用于建筑、航天以及生活中的“伯努利原理”。

伯努利原理可以用一个简单的实验来验证。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,反而会被一种力挤压在一起。因为两张纸中间的空气流动速度快,压力就小,而两张纸外侧的空气没有流动,压力就大,所以外侧空气就把两张纸“压”在了一起。

飞机升力跟伯努利原理有什么关系呢?原来飞机机翼的翼型都是经过特殊设计的,当气流经过机翼上下表面时,上表面路程要比下表面长,气流在上表面的流速要比在下表面流速快。伯努利原理已经告诉我们,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,因此下表面的压强大于上表面的压强,由此产生压力差,这个压力差就是使飞机飞起来的升力。

生活中的伯努利原理

黄色安全线

在乘坐地铁、火车时,脚下总有一条禁止越过的黄色安全线。原来,列车高速驶来时,列车车厢附近的空气由于摩擦作用而随列车快速运动。根据伯努利原理,流速大的地方压强小,站台上的旅客如果离列车过近,旅客身体前后会出现明显的压强差,这个压强差会把旅客推向列车而造成伤害。

相互吸引的巨轮

1911年,邮轮奥林匹克号搭载着旅客离开港口,开始它的横跨大西洋之旅。与此同时,英国海军巡洋舰豪克号行驶至附近海域,和奥林匹克号正处在平行的航线上,并肩向东行驶。突然,正在疾驶中的豪克号好像被大船吸引住似的,一头向奥林匹克号撞去。

这次事故的原因,同样可以用伯努利原理来解释。当两船并行时,两船之间水的流速加快,压强降低,外舷的流速慢,压强相对较高,左右舷形成压强差,推动船舶互相靠拢,导致事故发生。这就是“船吸现象”。

弧线球是如何产生的?

在足球赛场上,优秀的足球运动员在主罚任意球时,足球会在空中划出一道匪夷所思的弧线飞进球门,这也是伯努利原理在“捣鬼”。足球在旋转前进过程中,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,足球周围的空气又会被带着一起旋转,这时,球旋转方向与球前进方向相反的一侧空气的流速比另一侧大,而压强比另一侧小。足球在两侧压强差的作用下,被迫向压强小的一侧偏转,就有了足球赛场上一个个经典的“圆月弯刀”。

城市自然通风

在城市建设中,还可以利用伯努利原理设计廊道(有着通道和阻隔的狭长地带),促进城市通风,改善城市环境微气候。各式各样廊道的宽窄变化能控制城市中流通的风速,形成城市街道空间的压差变化,最终促进城市内部空气的流通,改善城市的气候环境。

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