伯努利原理在我们生活中的实际应用

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丹尼尔·伯努利于1726年首次阐述,当流体流动速度较慢时,其压强较高;而当流体流动速度较快时,其压强则较低。这一发现被称为“伯努利原理”。

p + ρv2/2+ ρgh = C

p为流体中某点的压强;v为该流体的流速;ρ为流体密度;

g为重力加速度;h为该点所在的高度;C为常数。

伯努利定律在日常生活中应用广泛,以下列举几个典型场景kaiyun全站网页版登录,借此认识该定律的奇妙作用。

1、吹纸试验

我们手持两张薄页,朝两张薄页的间隔处送气,可以观察到薄页不会向两侧散开,反而会相互靠近并被挤压。由于薄页之间的空气被吹动后流速加快,导致其压强降低,而薄页外侧的空气保持静止,压强较高,因此外侧压强较大的空气将薄页向中间推挤。

2、船吸现象

两船并排行驶时,船与船之间的水流速度比船外侧的水快,中间水流对船内侧产生的压力小于外侧水流对船外侧的压力,因此外侧水的推力使两船慢慢向中间移动,最终导致相撞。

3、香蕉球

常看足球比赛的人,肯定见识过前场直接任意球。这时,防守队员常在球门前排列五六个,组成一道屏障,试图阻挡射门方向。然后,进攻队员起脚劲射,皮球绕过屏障,看似要飞出球门,却突然改变方向,沿着弧线飞入网窝,让守门员完全无法应对,只能目送皮球得手。这就是非常神奇的弧线球。

足球为何会呈弧线轨迹飞行呢?当球员踢“香蕉球”时,并非正中球心,而是略微偏斜,并用脚背接触球体,促使球在空中行进的同时持续旋转。此时,一方面空气正对球体向后移动,另一方面,因球体与空气的相互作用,球周遭的空气也会随之旋转。球体一侧的气流变得更为急促,与此同时,另一侧的气流则趋于平缓。

足球两侧的气流速度存在差异kaiyun官方网站登录入口,导致两侧产生的空气压力不同,足球因此受到压力影响,会朝着气流速度较快的一方偏转。

4、飞机的飞行

飞机飞行时,机翼上下方的气流状态不同,这是由于机翼横截面的形状不对称造成的开元棋官方正版下载,上方的气流更密集,速度更快;下方的气流更稀疏,速度更慢。这种差异导致下方产生了向上的支撑力,从而将飞机托起。当然,飞机的飞行机制远不止于此,这里只是简要说明了伯努利原理的实际应用情况。

5、喷雾器

伯努利原理 应用 生活中的例子_伯努利原理生活应用

气体从缝隙快速逸散,缝隙周围的气压偏低,容器内液面之上的气体压力较高,液体沿着细管向下运行,从管口排出,液体遭遇气流冲击,化作细小的水珠。

6、地铁安全

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火车高速运行时,紧邻车厢的气流随之急剧流动,导致该处气压显著降低,站台上的行人倘若过于靠近列车,其身体前后会形成明显的气压梯度,身后较大的压力会将行人推向列车,造成危险。据相关测量,当火车以每小时五十公里的速度行驶时,大约有八公斤的推力会从后方作用在行人身上,将其推向火车。

在等待火车期间,大家都会设置安全警戒范围,这样做是为了预防意外情况出现。

原来伯努利原理离我们的生活这么近。

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