生活中同學們應該都坐過大飛機對吧?飛機在天空中自由自在的飛行讓我們縮短了旅行的距離,讓我們更加舒適的體驗太空旅飛行。坐飛機是很多小朋友夢寐以求也是非常喜歡的一件事情。有同學知道飛機的重量呢,我們舉例波音77道波音210般重量都在174 000kg。為了方便讓同學們更加直觀的認識,我們,將飛機的重量和同學們的體重做一個簡單的對比,如果一個小朋友的重量是4萬克,那麼它就相當於4350倍。為什麼我們自己都飛不起來,而這麼重的飛機反而能夠飛在天上呢?這也是很多同學經常問到我的問題,今天呢,就讓恐龍哥哥來為你講一下它背後的秘密吧。
首先我們要介紹一位科學家,他的名字叫做丹尼爾伯努利,那麼它是流體力學之父,在他的家族三代人中就產生了八位科學家。努力家族在科學領域聲名顯赫。那麼既然是流體力學,那麼什麼是流體呢?它包括流動的氣體和流動的液體。我們在研究流體的時候要研究的一個很重要的因素就是流體的速度,既然流體流動起來就肯定有快有慢嘛,對不對?所以我們要有一個概念叫做流速,同學們請注意,這個流速在我們這篇文章裡面是非常的重要,也會多次提到。我們可以做一個簡單的小實驗,看看流體的效果,同學們自己可以取一張紙屏端起來朝著指的上面吹氣,看看有什麼效果,另外一個同學可以取兩張紙對著兩張紙的縫隙吹氣,再看看有什麼效果,同學們猜猜為什麼會出現這些現象呢?大家的最直觀的感受是紙和氣球之所以會動起來是因為氣流的作用,而且紙張總是向著你吹氣的那一邊運動是不是很奇怪呢?
我們再來介紹一個名詞,你們肯定聽過壓力,什麼是壓力呢?有沒有人聽說過壓力好大啊?哈哈不過那個壓力是無形的,心理的壓力,不是我們科學上所說的壓力,什麼是壓力呢?其實物理學上的定義是垂直作用在物體表面上的力,大家可以舉舉哪些地方有壓力呢?比如在我們生活裡面有水的壓力,大氣的壓力,對不對?我們不是說流體嗎?怎麼會突然講到壓力呢?那是因為流體也能產生壓力。比如我們玩的水槍,水槍噴射的水有沒有壓力呢?會不會對它的目標產生一個直接的壓力?有因為正面有壓力,水柱的正面是有著非常明顯的壓力的,隨時作用嘛對不對?其實流體的側面也能產生壓力。大家應該看過數碼寶貝裡面的噴水烏龜,其實還有一個很重要而且有意思的現象,就是水流在向前方流動時候會對側面也有壓力!
接下來我們認識一下伯努利定律,我們看到有粗的水管和細的水管,通過水流時在不同部分的作用是不一樣的。比如在粗的部分流速小,壓力大,在線的部分是流速大,壓力小。可以通過水管實驗,我們可以得到伯努利定律的基本特點是流速快,側面壓力小,流速慢,側面壓力大。我們同學們可以準備一個量筒和一根長吸管,當把電吹風機打開對著吸管口吹風,會出現什麼現象呢?我們通過實驗發現吸管口處氣流流速快,壓強小吸管中水不斷上升,吹風機的強力風速把水吹成了水霧狀,其實實驗原理就是吸管處氣流流速快,壓強小,大氣壓強大於吸管口處的壓強,因此吸管中水不但上來到達吸管口處的水,會被吹風機的強力風速吹成水霧狀。那我們還可以做一個有趣的小實驗,拿一個吹風機把開關打開,再吹風機上方放一個桌球,我們會發現桌球可以懸浮在上空,這也是因為吸管和桌球之間的空氣流速快,壓強小,而桌球另一端是正常的大氣壓,球的兩端有壓力差,所以桌球掉不下來。
我舉生活中的例子,我們就可以問同學們火車站或地鐵站前為什麼要畫安全線呢?要是怕人多擁擠會掉下去嗎?其實他是伯努利原理在生活的運用,比如坐地鐵時我們看到的黃色安全線,其實是19世紀末沙皇政府的一位將軍要到西伯利亞去考察,結果當地的駐軍司令就命令士兵要站在鐵軌的兩旁熱烈的歡迎,結果當天火車呼嘯而來時,有一雙無形的大手把站在兩旁的士兵一個個推倒在火車身上,結果血流成河呀,這個慘案的兇手就是伯努利原理,所以以後在乘坐地鐵的時候一定要站在安全黃線的後面,以防類似慘案發生。
同學們再來思考一下,飛機要在空中飛行,是不是要保證飛機下方受到的壓力要比雙方受到的壓力大呢?那麼為什麼會出現飛機上下方的壓力不同呢?原因在於氣流機翼上方的氣流快而下方的氣流慢。氣流快的部分壓力,氣流慢的部分壓力大,所以飛機可以在空中平穩飛行。
同學們這就是伯努利原理,也是我們飛機飛行的終極秘密,你明白了嗎?希望同學們課後可以根據恐龍老師的指導做一下上面相關的實驗,你會發來伯努利定律是非常的神奇哦。知識改變命運,興趣成就未來,相信你是一個科學實驗的興趣大師!