3.3听话的小球
3.3.1操作步骤
按下按钮,观察小球在气流中的运动情况。
3.3.2基本科学原理
被气流托起的小球为什么会“听话”地进入U型管上水平管口呢?
根据伯努利定理:流体流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。风机送出竖直向上的气流将小球托起,使得U型管上下水平管口产生压差,下管口处压强最小。因此,小球被气流托起到上水平管口附近时,在压差的作下很“听话”地改变竖直向上的运动方向,进入 U型管,沿着管道运动到下水平管口。飞机起飞,足球场上的“香蕉球”都是伯努利定理的应用。
3.3.3科学知识延伸
在一个流体系统,比如气流、水流中,流速越快,流体产生的压力就越小。这就是1738年,被称为“流体力学之父”的丹尼尔•伯努利发现的“伯努利定理”。伯努利定理的内容是:由不可压、理想流体沿流管作定常流动时的伯努利定理知,流动速度增加,流体的静压将减小;反之,流动速度减小,流体的静压将增加。但是流体的静压和动压之和,称为总压始终保持不变。
伯努利定理是飞机起飞原理的根据。伯努利定理在水力学和应用流体力学中有着广泛的应用;而且由于它是有限关系式,常用它来代替运动微分方程,因此在流体力学的理论研究中也有重要意义;如果流管的横截面积沿流动方向缓变,则在工程应用中常常对流管的平均速度和平均压力应用伯努利定理。
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