2023国考考试常识：生活中的伯努利原理
伯努利，一位来自瑞士的物理学家、数学家以及医学家。他无疑是伯努利家族（该家族共历经四代，成员达十人）中最杰出的一员。在16岁那年，他已开始在巴塞尔大学研习哲学与逻辑，并取得了哲学硕士学位。紧接着，在17至20岁期间，他又投身于医学领域，并于1721年获得了医学硕士学位。凭借卓越的医术，他成为了外科领域的名医，并曾担任解剖学教授的职务。然而，在父兄的熏陶和影响下，他最终选择了转向数理科学。伯努利在众多领域取得了卓越成就，除了在流体动力学这一核心领域外，他在天文测量、引力理论、行星不规则轨道研究、磁学、海洋学以及潮汐现象等方面也有着显著的贡献。
伯努利原理
丹尼尔·伯努利于1726年首次阐述：“流速较慢时，流体所受的压强相对较高；反之，流速加快，压强则会降低。”这一原理被后人称为“伯努利原理”。
我们手握两张纸张，向它们之间吹送气流，观察会发现纸张并未向外飘散，反而被一股力量紧紧地挤在了一起。这是因为当我们吹气时，两张纸之间的空气流速加快，导致压力降低；而两张纸外部的空气则保持静止，压力相对较大。正是由于外部较大的压力作用，两张纸被“推”向了彼此。这一现象正是“伯努利原理”的一个直观体现。
1、列车(地铁)站台的安全线
站台边缘都设有醒目的黄线。这源于列车高速行驶时，其附近的空气随之加速，导致压强降低。若站台上的人过于靠近列车，其身体前后将产生显著的压强差异，后方较强的压力会将人推向列车，从而造成伤害。
因此，当火车（亦或是重型货车、大型巴士）疾驰而至之际，你绝不能站在靠近铁轨（路面）的位置，因为快速驶过的火车（汽车）对身边站立的人会产生强烈的吸引力。据有人研究，当火车以每小时50公里的速度行进时，竟然会有大约8公斤的力从后方将人拉向火车。
2、船吸现象
1912年秋，庞大的“奥林匹克”号巨轮在大洋上破浪前行，其旁100米开外kaiyun.ccm，一艘体型较小的铁甲巡洋舰“豪克”号正全速前进。两船似乎在进行一场速度竞赛，彼此距离甚近，并肩驶向远方。然而，突然间，“豪克”号在高速行驶中仿佛被巨轮所吸引，对舵手的操控完全不予理会，径直向“奥林匹克”号冲撞而去。最终，“豪克”号的船首猛然撞击了“奥林匹克”号的船侧，造成了一个巨大的空洞，进而引发了一起严重的海上灾难。
在这片海域上空突发的灾难，正是由“伯努利原理”所引起。根据流体力学中的“伯努利原理”，流体的压力与其流动速度之间存在关联，速度越快，压力就越低。
当两艘船只并排前进时，中间的水流速度超过两侧，导致中间水流对船只内侧的压迫力小于外侧的压迫力。因此，在外侧水流压力的推动下，两船逐渐向彼此靠近，直至发生碰撞。鉴于“豪克”号体积较小，在同等压力的作用下，其向中间移动的速度远超“奥林匹克”号，从而导致了“豪克”号与“奥林匹克”号的碰撞事故。现在航海上把这种现象称为“船吸现象”。
3、游泳
掌握了“伯努利原理”，我们便能理解：为何在急流汹涌的江河中游泳极其危险。经过计算，若江心水流每秒流速达1米，人体将承受约30公斤的吸引力与排斥力，即便游泳技术高超的人也会感到畏惧。
4、刮风掀翻屋顶或压垮大桥
风起之时，屋顶上方的气流速度迅猛，与风速相当，而屋内下方的空气则几乎处于静止状态。依据“伯努利定律”，此时屋内下方的气压较屋顶上方的气压为高。若风力持续增强，屋面所受的上下压力差异亦随之增大，当风速突破特定阈值，压力差瞬间激增，屋顶便会被猛烈掀起！正如我国唐代大诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中所吟咏的：“八月秋气高，风声狂吼，卷走我屋顶上层层茅草。”
台风的侵袭导致大桥倒塌，这同样是“伯努利原理”在起作用。当台风穿越大桥时，它既会掠过桥面，也会穿行于桥洞之中。因为桥洞相较于桥面而言更为狭窄，当风通过时，其速度加快，压强相应减小；而在桥面上，风速较慢开yun体育app官网网页登录入口，压强则相对较大。这种压强差异的产生，若桥梁无法承受这种压力，便可能发生坍塌。
5、香蕉球 (弧线球)
若你常看足球赛事，定会目睹前场直接任意球的场景。那时，往往有五六个防守球员在球门前排列成一道“人墙”，以阻挡射门路径。而进攻方的射门球员，一脚力道十足地射出，球巧妙地绕过“人墙”，看似即将偏离球门飞出，却意外地沿弧线拐弯，直奔球门而去，令守门员措手不及，只能眼睁睁地看着球钻入大门。这便是令人称奇的“香蕉球”。
足球为何能在空中划出弧线轨迹？原来，在踢出“香蕉球”时，球员并未踢中球心，而是稍微偏向一侧，并用脚背对球进行摩擦，这样球在空中前行的过程中，还伴随着不断的旋转。在这种情况下，一方面，空气流向球的后方；另一方面，由于空气与球之间的摩擦作用，球周围的空气也被带动着一起旋转。因此，球的一侧空气流速有所提升，相对的另一侧空气流速则有所降低。
伯努利原理揭示了这样的规律：气体流动速度越快，其压强就越低。考虑到足球两侧空气流动速度存在差异，因此对足球产生的压强也不尽相同。在这种空气压力的作用下，足球不得不转向流速较快的那一侧。
6、喷雾器
喷雾器是利用流速大、压强小的原理制成的。
空气迅速从小孔逸出，导致小孔周围压力降低，而容器内液面上的空气压力相对较大，于是液体沿着小孔下方的细管上升，当液体从细管顶端流出时，受到空气流的作用，进而被喷射成雾状。
7、翼型升力
飞机之所以能够翱翔天际kaiyun全站网页版登录，一个关键因素便是“伯努利原理”的运用。机翼的横截面设计为上凸下平，当气流迎面而来时，上方的空气流速加快，压力随之降低；而下方空气流速较慢，压力则较高。这种压力的差异正是飞机获得升力的根本所在。
刷题巩固
杰出的足球运动员擅长运用技巧，使得射出的足球在空中呈现出旋转状态，这样的足球在移动中会突然转变其运动轨迹，进行转弯，这种现象被称作“香蕉球”。在以下选项中，哪一个所涉及的物理原理与“香蕉球”的原理存在差异？（ ）
A.飞机机翼通常设计为上沿是弧形，下沿是平的
B.用吸管喝袋装牛奶，喝完后用力吸一下，袋子瘪了
C.火车站台设置黄色安全线以警示乘客与列车保持距离
将两张相隔5厘米的A4纸竖直摆放，向它们之间吹风，纸张便会相互吸引。
香蕉球之所以能够沿着弧线轨迹飞行，这主要是因为它遵循了伯努利原理，即流速越快，压强就越小。运动员踢出的“香蕉球”使球在旋转的同时向前移动，这导致球周围产生了与旋转方向相同的环形气流。在这股气流中，与足球前进方向相同的一侧，气流速度加快，压强随之降低；而在相反的一侧，气流速度减慢，压强则相应增大。由于两侧空气压强存在差异，这种差异在压强的作用下，使得球朝着压强较小的一侧偏转。
A项是正确的，依据伯努利原理，飞机在飞行过程中，其机翼能够将气流分割成上下两部分；上半部分的气流沿着弧线轨迹前进，速度较快，因此压强较低；而下半部分的气流则沿直线前进，速度较慢，压强相对较大。正因如此，机翼下方的压强高于上方，形成压强差，进而产生向上的升力，使得飞机得以升空。
B项存在误判，因为当我们用吸管抽出袋子内的空气时，袋内的气压会立刻下降，但与此同时，外界的大气压并没有发生减少。由于内外气压之间的差异，袋子因此被压缩变形。这一现象并非由伯努利原理所导致。
C项正确，依据伯努利定律，当人站在列车过近的位置，列车以高速前进时，会使得人与列车之间的空气流速加快，造成该区域的气压降低。与此同时，人体外侧的气压保持不变。由于内外气压的差异，人会被推向列车，从而增加了发生事故的风险。鉴于此，火车站台上设置了黄色安全线，目的是提醒乘客与列车保持适当的距离。
D项为正确选项，依据伯努利原理，若在两张纸片之间吹气，纸片间空气流速将加快，导致压强降低；与此同时，纸片外侧空气则相对静止，压强相对较高。在压力差异的推动下，两张纸片会向中心位置靠拢。
本题为选非题，故正确答案为B。
