伯努利生平

2021-02-20 Baby圈子

    伯努利,J.(Bernoulli,Johann)1667年8月6日生於瑞士巴塞爾;1748年1月1日卒於巴塞爾.數學、力學. 

  約翰•伯努利(Johann Bernoulli)是老尼古拉•伯努利(Nikolaus Bernoulli,1623—1708)的第三個兒子,雅格布•伯努利(Jakob Bernoulli)的弟弟.幼年時他父親象要求雅格布一樣,試圖要他去學經商,他認為自己不適宜從事商業,拒絕了父親的勸告.1683年進入巴塞爾大學學習,1685年通過邏輯論文答辯,獲得藝術碩士學位.接著他攻讀醫學,1690年獲醫學碩士學位,1694年又獲博士學位. 
   約翰在巴塞爾大學學習期間,懷著對數學的熱情,跟其哥哥雅格布秘密學習數學,並開始研究數學.兩人都對無窮小數學產生了濃厚的興趣,他們首先熟悉了G.W.萊布尼茲(Leibniz)的不易理解的關於微積分的簡略論述.正是在萊布尼茲的思想影響和激勵下,約翰走上了研究和發展微積分的道路. 
  1691年6月,約翰在《教師學報》(Acta eruditorum)上發表論文,解決了雅格布提出的關於懸鏈線的問題.這篇論文的發表,使他加入了C.惠更斯(Huygens)、萊布尼茲和I.牛頓(Newton)等數學家的行列. 丹尼爾·伯努利在1726年提出了「伯努利原理」。這是在流體力學的連續介質理論方程建立之前,水力學所採用的基本原理,其實質是流體的機械能守恆。即:動能+重力勢能+壓力勢能=常數。其最為著名的推論為:等高流動時,流速大,壓力就小。

    伯努利原理往往被表述為p+1/2ρv2+ρgh=C,這個式子被稱為伯努利方程。式中p為流體中某點的壓強,v為流體該點的流速,ρ為流體密度,g為重力加速度,h為該點所在高度,C是一個常量。它也可以被表述為p1+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+ρgh2。

    需要注意的是,由於伯努利方程是由機械能守恆推導出的,所以它僅適用於粘度可以忽略、不可被壓縮的理想流體。

應用舉例⒈

     飛機為什麼能夠飛上天?因為機翼受到向上的升力。飛機飛行時機翼周圍空氣的流線分布是指機翼橫截面的形狀上下不對稱,機翼上方的流線密,流速大,下方的流線疏,流速小。由伯努利方程可知,機翼上方的壓強小,下方的壓強大。這樣就產生了作用在機翼上的方向的升力。

應用舉例⒉

    噴霧器是利用流速大、壓強小的原理製成的。讓空氣從小孔迅速流出,小孔附近的壓強小,容器裡液面上的空氣壓強大,液體就沿小孔下邊的細管升上來,從細管的上口流出後,空氣流的衝擊,被噴成霧狀。

應用舉例⒊

     汽油發動機的化油器,與噴霧器的原理相同。化油器是向汽缸裡供給燃料與空氣的混合物的裝置,構造原理是指當汽缸裡的活塞做吸氣衝程時,空氣被吸入管內,在流經管的狹窄部分時流速大,壓強小,汽油就從安裝在狹窄部分的噴嘴流出,被噴成霧狀,形成油氣混合物進入汽缸。

應用舉例⒋

    球類比賽中的「旋轉球」具有很大的威力。旋轉球和不轉球的飛行軌跡不同,是因為球的周圍空氣流動情況不同造成的。不轉球水平向左運動時周圍空氣的流線。球的上方和下方流線對稱,流速相同,上下不產生壓強差。再考慮球的旋轉,轉動軸通過球心且平行於地面,球逆時針旋轉。球旋轉時會帶動周圍得空氣跟著它一起旋轉,至使球的下方空氣的流速增大,上方的流速減小,球下方的流速大,壓強小,上方的流速小,壓強大。跟不轉球相比,旋轉球因為旋轉而受到向下的力,飛行軌跡要向下彎曲。

應用舉例⒌

     表示桌球的上旋球,轉動軸垂直於球飛行的方向且與臺面平行,球向逆時針方向旋轉。在相同的條件下,上旋球比不轉球的飛行弧度要低下旋球正好相反,球要向反方向旋轉,受到向上的力,比不轉球的飛行弧度要高。

應用舉例6.

     一支筆筒,向大口這邊吹氣,小口上放一個小球,小球能在空氣中旋轉。

應用舉例7

     在漏鬥寬大處放一小球,用手抵住,在小口中吹氣同時放開,小球上方的流線密,流速大,下方的流線疏,流速小,故小球不會落下,只會在漏鬥中跳躍。

應用舉例8

     壓氣機:燃氣渦輪發動機中利用高速旋轉的葉片給空氣作功以提高空氣壓力的部件。在動葉中,氣體相對速度減小,壓力升高,靜葉中絕對速度減小,使氣體靜壓升高。

應用舉例9

     泥沙運動時,由於水流流動,泥沙顆粒頂部和底部的流速不同,前者為水流的運動速度,後者則為顆粒間滲透水的流動速度,比水流的速度要小得多,根據伯努利定律,頂部流速高,壓力小,底部流速低,壓力高。這樣造成的壓差產生了上舉力。

相關焦點

  • 伯努利定律的誤區
    用伯努利定律來解釋機翼的升力並不能讓人信服,如果說氣流加速引起了壓降,那又是什麼引起的氣流加速呢?伯努利定律深入人心,是中小學科學課的寵兒,不過伯努利定律不是一個普適的定律,很多應用伯努利定律解釋的「科學實驗」都有問題。本篇文章在介紹伯努利定律的時候,主要著重在兩個方面:一個是它的物理意義,另一個是它的應用條件。
  • 伯努利數與伯努利多項式
    伯努利數(Bernoulli Numbers)如下表格中的Bi即為伯努利數。伯努利數的求法就是將如下公式左邊用泰勒級數展開,得到右邊的式子,其中的係數中的Bn即為伯努利數。Zeta函數求得:伯努利多項式根據伯努利數生成的如下多項式
  • 馬路上的伯努利方程
    來源:力學酒吧微信公眾號(ID:Mechanics-Bar),作者:張偉偉,太原科技大學。
  • 神奇的伯努利定律
    這種神奇的現象就是著名的伯努利定律,簡單地說,流速越快,流體產生的壓力就越小,流速越慢,流體產生的壓力就越大。用伯努利定律我們現在可以解釋為什麼氣球花環會懸浮在吹風機上了。當吹風機啟動時,氣球花環一側通過氣流,這時未通過氣流的一側將產生壓力將花環推向氣流中心(如圖3),這樣氣球花環就神奇般地懸浮在吹風機上了。
  • 伯努利——真的白努力?
    伯努利,瑞士物理學家、數學家、醫學家。他是伯努利這個數學家族(4代10人)中最傑出的代表,16歲時就在巴塞爾大學攻讀哲學與邏輯,後獲得哲學碩士學位,17~20歲又學習醫學,於1721年獲醫學碩士學位,成為外科名醫並擔任過解剖學教授。但在父兄薰陶下最後仍轉到數理科學。伯努利成功的領域很廣,除流體動力學這一主要領域外,還有天文測量、引力、行星的不規則軌道、磁學、海洋、潮汐等。
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    這個「向下壓力」就是由伯努利原理間接產生,該原理在流體輸送等領域具有重要應用價值,本文對其方程形式和應用——伯努利吸盤進行介紹。伯努利方程形式認識伯努利方程之前,需要認識流體系統裡包含的所有已知能量形式,其滿足能量守恆定律。
  • 天才/學霸/大神——丹尼爾·伯努利
    上次提到了伯努利家族的故事伯努利家族的恩怨情仇,而且也講了丹尼爾·伯努利的父親歐拉的老師約翰·伯努利的故事及最速曲線,這次來瞻仰下伯努利家族最大的大神丹尼爾
  • 數學第一家族和「伯努利方程」
    1伯努利家族:數學第一世家 伯努利家族就像是科學史上的一個奇蹟,沒有人能解釋,究竟是什麼造就了伯努利家族。雅各布·伯努利,他是這個家族最早的叛逆者,拋卻了這個伯努利家族積累下來的商業資源,義無反顧地走向數學深淵。
  • 科學家族之勾心鬥角的伯努利家族
    翻開科學史,會發現伯努利這個姓氏隨處可見。在數學上,有伯努利分配、伯努利原理;伯努利方程式,伯努利數、伯努利多項式,還有伯努利雙紐線,在流體力學上,有伯努利原理、伯努利方程,如果要細究一下的話,大數定理、變量、變分法也都是伯努利提出來的,另外洛必達法則,歐拉數其實也是伯努利的成果,為什麼叫了洛必達法則呢?
  • 雅各布·伯努利和奇妙的等角螺線
    I伯努利家族和雅各布·伯努利伯努利家族 (Bernoulli family) 是數學史和科學史上最傑出的家族之一,他們從十七、十八兩世紀以來
  • 伯努利效應和康達效應
    伯努利是一位數學家和物理學家,他在1738年發現,當流體的流速提高,表面的靜壓力會降低。這個現象稱為「伯努利效應」而幾乎所有的物理學教材和科普文章,都使用這個原理,討論機翼升力的產生。為了解釋這個原理,通常很多老師首先會讓你拿出兩片紙,並用力在紙的中間吹氣,瞧,兩張紙不但沒有分開反而往中間靠攏像粘在一起了!
  • 伯努利證明大數定律
    原標題:伯努利證明大數定律 生活中會出現這樣一種現象:在相同條件下重複某一事件,其結果不能完全肯定。比如拋一枚質地均勻的硬幣,結果是正面朝上還是反面朝上是不可知的。這樣一種現象叫做隨機現象。儘管隨機現象的結果不確定,但是我們通過大量的重複性試驗發現,隨機現象呈現某種規律性。
  • 通俗講解伯努利原理及其應用
    天才/學霸/大神——伯努利伯努利(Daniel Bernouli,1700~1782)伯努利,瑞士物理學家、數學家、醫學家。丹尼爾·伯努利在1726年首先提出:「在水流或氣流裡,如果速度小,壓強就大;如果速度大,壓強就小」。我們稱之為「伯努利原理」。我們拿著兩張紙,往兩張紙中間吹氣,會發現紙不但不會向外飄去,反而會被一種力擠壓在了一起。
  • 3D動畫演示伯努利方程工作原理
  • 伯努利方程的原理、理論知識、應用實例
    他是伯努利這個數學家族(4代10人)中最傑出的代表,16歲時就在巴塞爾大學攻讀哲學與邏輯,後獲得哲學碩士學位,17~20歲又學習醫學,於1721年獲醫學碩士學位,成為外科名醫並擔任過解剖學教授。但在父兄薰陶下最後仍轉到數理科學。伯努利成功的領域很廣,除流體動力學這一主要領域外,還有天文測量、引力、行星的不規則軌道、磁學、海洋、潮汐等。
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    這個原理描述了流體中速度和壓力的關係,即動能與壓強勢能互相轉換。伯努利方程是「伯努利原理」的數學描述,是一個很帥氣的瑞士人名叫丹尼爾·伯努利在1726年提出的。兩百多年來,這個理論已經成為了經典。二、伯努利方程長什麼樣子在當年,流體力學的連續介質理論方程還沒建立起來,伯努利原理成了水力學所採用的基本原理,其實質是流體的機械能守恆
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    金伯努利概型要說二項分布,先要介紹伯努利概型。伯努利概型是瑞士數學家雅各布·伯努利提出的。它是指只有兩種可能結果的隨機試驗。在隨機試驗中,有一類只有兩種可能結果的隨機試驗,我們稱之為伯努利概型。比如扔硬幣,扔完硬幣之後,只有兩種可能的結果,要么正面朝上,要麼背面朝上,這就是伯努利概型。如果我們把一種結果記作1,它的概率為p,另一種情況記作0,其概率為q。我們就可以用下面的式子來表示。
  • 努力不努力之伯努利方程
    接下來講的就是常見微分方程及其解法中的伯努利方程了,這類方程的解題思想其實就是把伯努利方程化為一階線性微分方程來解。伯努利方程:形式:其實這類方程還是比較好辨認的,只要y的指數n>=2,那麼八九不離十就是伯努利方程了。
  • 數學家約翰·伯努利在數學領域的貢獻
    數學家約翰·伯努利約翰·伯努利(1667年8月6日 - 1748年1月1日)是瑞士著名的數學家家族--伯努利家族中的一員,是老尼古拉·伯努利(Nikolaus Bernoulli,1623-1708)的第三個兒子,雅格布·伯努利(Jakob Bernoulli)的弟弟。
  • 重回數學:統計與分布之伯努利分布與二項分布
    例如拋硬幣的正面或反面,物品有缺陷或沒缺陷,病人康復或未康復,此類滿足「只有兩種可能,試驗結果相互獨立且對立」的隨機變量通常稱為伯努利隨機變量。對於伯努利隨機變量 X,如果使用 1 表示成功,其概率為 p(0<p<1);使用 0 表示失敗,其概率為 q=1-p。