Принцип Бернулли. Почему самолеты летают? | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 15 августа, печатный экземпляр отправим 2 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Юный учёный №2 (11) апрель 2017 г.

Дата публикации: 26.03.2017

Статья просмотрена: 1574 раза

Библиографическое описание:

Якуткин, М. В. Принцип Бернулли. Почему самолеты летают? / М. В. Якуткин, Н. А. Овчинникова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2017. — № 2.2 (11.2). — С. 112-113. — URL: https://moluch.ru/young/archive/11/805/ (дата обращения: 07.08.2020).



В статье рассмотрен закон, который открыл великий швейцарский физик Даниил Бернулли, опытным путем изучены некоторые проявления данного закона в различных физических явлениях.

Ключевые слова: принцип Бернулли, скорость потока воздуха, давление воздуха, самолет.

В современном мире полет человека на самолете — это не редкость, каждого пассажира интересует, почему самолет, такой большой и тяжелый, может летать высоко в воздухе. Зная принцип Бернулли, можно объяснить многие физические явления, которые необходимо учитывать при создании каких-либо проектов, сооружений.

Закон швейцарского физика Д. Бернулли гласит: с увеличением скорости потока воздуха или жидкости, давление внутри потока уменьшается.

Почему же самолеты такие тяжелые и летают в воздухе, не падают?

Оказывается, самолет поднимается благодаря особой форме крыла. Крыло имеет аэродинамический профиль. Это означает, что верхняя часть крыла изогнута сильнее, чем нижняя. Благодаря этому, за одно и то же время поток встречного воздуха над крылом проходит большее расстояние, чем поток под крылом. Это значит, что скорость потока над крылом выше, чем под ним. По закону Бернулли сверху крыла давление становится меньше и возникает подъемная сила. Кстати сказать, у птиц крыло тоже имеет похожую форму.

Таким образом, принцип Бернулли — это то, благодаря чему птицы и самолеты могут летать.

Самым частым, пожалуй, результатом стихийного бедствия — урагана — бывают сорванные вихрем крыши домов. Согласно принципу Бернулли, давление зависит от скорости движения воздушных потоков. Давление над крышей, где скорость ветра большая, много меньше чем под крышей. Разность давлений создает подъемную силу, которая и сносит крышу.

Все моряки знают, что два судна, идущих рядом на больших скоростях сильно притягиваются друг к другу. Еще опаснее, когда один корабль идет за другим. Силы притяжения, возникшие из-за разности давлений, стремятся корабли развернуть. Задний корабль разворачивается сильнее переднего. Столкновение в таких случаях неизбежно.

Скоростные поезда при встрече должны замедлить ход, иначе стекла в вагонах разобьются. Когда встречные поезда разъезжаются, стекла в вагонах могут быть выдавлены наружу, поскольку между поездами возникает область пониженного давления.

Далее мы рассмотрим некоторые опыты, показывающие проявление принципа Бернулли.

Опыт № 1. Опыт с шарами

Ход опыта:

  1. Надуваем два воздушных шарика до одинакового размера и привязываем к каждому нитку одинаковой длины.
  2. Берём шарики за нитки правой и левой рукой так, чтобы они висели на одном уровне на некотором расстоянии друг от друга.
  3. Не касаясь шариков руками, дуем между ними.

Результат: шары притянулись друг к другу.

Вывод: парадоксальность результатов такого поведения тел можно объяснить, используя принцип Бернулли. Давление воздуха в пространстве левее и правее шаров равно атмосферному давлению. Направив воздушный поток между шарами, мы тем самым в этом скоростном потоке воздуха создаем область пониженного давления в соответствии с принципом Бернулли, в результате чего возникает разность давлений в пространстве между шарами и с внешней стороны шаров. Эта разность давлений является причиной «прилипания» шаров.

Опыт № 2. Фен и теннисный мячик

Ход опыта:

Берем фен и теннисный мяч, включаем фен в розетку и помещаем шар в поток воздуха.

Результат: шарик парил в воздухе.

Вывод: воздушная струя ударяется о шарик и не дает ему падать. Когда шарик выскакивает из струи, окружающий воздух возвращает его обратно в струю, т. к. давление окружающего воздуха, имеющего малую скорость, велико, а давление воздуха в струе, имеющего большую скорость, мало.

Опыт № 3. Чудо — весы

Ход опыта:

  1. Уравновесим весы.
  2. Феном подуем воздух под одной из чашек.

Результат: чашка, под которой продуваем воздух, опускается.

Вывод: действовал закон Бернулли; давление воздуха под чашей уменьшалось, и атмосферное давление сверху прижало ее к полу.

На основании полученных знаний и проведенных опытов, мы делаем вывод, что проявление принципа Бернулли очень разнообразно. Благодаря ему птицы и самолеты могут летать; он служит причиной того, почему ветер срывает крыши домов, и объясняет опасность чрезмерного сближения движущихся морских судов.

Литература:

  1. Григорьев Д. В гостях у физики. Санкт- Петербург: Амфора, 2015.
  2. Ола Ф., Дюпре Ж.-П., Жибет А.-М., Леба П., Лебьом Д. Занимательные эксперименты и опыты. — Айрис Пресс — М.: 2014.
  3. Никифоровский В. А. Великие математики Бернулли. — М.: Наука, 1984. — 177 с. — (История науки и техники).
  4. Панкова М. А. Все, что нужно знать об экспериментах. – Х.: «Ранок», 2012.
  5. Смирнов Ю. И. Мир физики. Занимательные рассказы о законах физики. СПБ.:ИКФ «МиМ-Экспресс», 1995.
  6. Перельман Я. И. Занимательная физика. Кн.2.- М.: Триада-литера, 1994.
Основные термины (генерируются автоматически): давление воздуха, разность давлений, ход опыта, атмосферное давление, воздух, давление, окружающий воздух, подъемная сила, пониженное давление, проявление принципа.


Ключевые слова

давление воздуха, самолёт, принцип Бернулли, скорость потока воздуха

Похожие статьи

Влияние атмосферного давления на организм человека

Человек, находясь в области повышенного давления, например, в горах, взлете самолета, нередко испытывает боль в ушах и даже во всём теле. Наружное давление резко понижается и воздух внутри организма, начинает расширяться, производит давление на различные органы...

Определение расхода воздуха, проходящего через...

где и - давление и плотность газа перед местным сопротивлением; - давление за местным сопротивлением; - относительное

Затем, задаваясь значениями давления воздуха на входе и перепадом давления в пневмоустройстве, легко устанавливается искомая характеристика.

Особенности аэродинамики плоских многороторных платформ

воздух подчиняется закону идеального газа; опорное давление 101325 Па

Воздух входит в верхнюю часть импеллера и выходит из нижней, в CFX-Pre верхняя часть названа Выходом

Подъемная сила складывается из силы, действующей на винт и подъемной силы воздуха...

Результаты зависимости давления воздуха от высоты местности

Уменьшение атмосферного давления с повышением высоты над уровнем моря является закономерным при любых формах рельефа местности. Разность отметок, соответствующая падению давления воздуха на 1 мм.рт.ст., составляет в зависимости от температур воздуха...

Условия эффективности использования воздушных восходящих...

По закону Бернулли сверху крыла давление становится меньше и возникает подъемная сила. Согласно принципу Бернулли, давление зависит от скорости движения воздушных потоков. Способы обеспечения продольной устойчивости самолетов типа...

Ритмичность инфекционных заболеваний в г. Ханты-Мансийске по...

Изучались следующие параметры: температура окружающего воздуха (оС); барометрическое давление (кПа); относительная влажность

Весовое содержание кислорода в воздухе прямо пропорционально атмосферному давлению за вычетом парциального давления водяного...

Викторина «Физика и…» | Статья в журнале «Молодой ученый»

Затем воздух постепенно выпускают из манжеты и, когда давление в ней становится равно «верхнему» давлению крови, артерия хлопком расправляется и вызываемые сокращениями сердца пульсации крови приводят в колебание окружающие ткани на поверхности руки.

Расчет средней плотности воздуха в стволах при нагнетательном...

При этом в руднике возникает перепад гидростатических давлений, в результате чего более легкий воздух будет стремится подняться вверх

2. Приращение температур в потоках воздуха за счет адиабатического сжатия (в воздухоподающих стволах и нисходящих выработках) или...

Газодинамика процесса истечения из резервуаров со сжатыми...

В данной статье рассматривается задача истечения сжатого природного газа из ёмкости с высоким давлением в газовую магистраль. В процессе расчетов учитываются два режима истечения — критического и докритического...

Похожие статьи

Влияние атмосферного давления на организм человека

Человек, находясь в области повышенного давления, например, в горах, взлете самолета, нередко испытывает боль в ушах и даже во всём теле. Наружное давление резко понижается и воздух внутри организма, начинает расширяться, производит давление на различные органы...

Определение расхода воздуха, проходящего через...

где и - давление и плотность газа перед местным сопротивлением; - давление за местным сопротивлением; - относительное

Затем, задаваясь значениями давления воздуха на входе и перепадом давления в пневмоустройстве, легко устанавливается искомая характеристика.

Особенности аэродинамики плоских многороторных платформ

воздух подчиняется закону идеального газа; опорное давление 101325 Па

Воздух входит в верхнюю часть импеллера и выходит из нижней, в CFX-Pre верхняя часть названа Выходом

Подъемная сила складывается из силы, действующей на винт и подъемной силы воздуха...

Результаты зависимости давления воздуха от высоты местности

Уменьшение атмосферного давления с повышением высоты над уровнем моря является закономерным при любых формах рельефа местности. Разность отметок, соответствующая падению давления воздуха на 1 мм.рт.ст., составляет в зависимости от температур воздуха...

Условия эффективности использования воздушных восходящих...

По закону Бернулли сверху крыла давление становится меньше и возникает подъемная сила. Согласно принципу Бернулли, давление зависит от скорости движения воздушных потоков. Способы обеспечения продольной устойчивости самолетов типа...

Ритмичность инфекционных заболеваний в г. Ханты-Мансийске по...

Изучались следующие параметры: температура окружающего воздуха (оС); барометрическое давление (кПа); относительная влажность

Весовое содержание кислорода в воздухе прямо пропорционально атмосферному давлению за вычетом парциального давления водяного...

Викторина «Физика и…» | Статья в журнале «Молодой ученый»

Затем воздух постепенно выпускают из манжеты и, когда давление в ней становится равно «верхнему» давлению крови, артерия хлопком расправляется и вызываемые сокращениями сердца пульсации крови приводят в колебание окружающие ткани на поверхности руки.

Расчет средней плотности воздуха в стволах при нагнетательном...

При этом в руднике возникает перепад гидростатических давлений, в результате чего более легкий воздух будет стремится подняться вверх

2. Приращение температур в потоках воздуха за счет адиабатического сжатия (в воздухоподающих стволах и нисходящих выработках) или...

Газодинамика процесса истечения из резервуаров со сжатыми...

В данной статье рассматривается задача истечения сжатого природного газа из ёмкости с высоким давлением в газовую магистраль. В процессе расчетов учитываются два режима истечения — критического и докритического...

Задать вопрос