生活中的伯努力方程-流体力学

《生活中的伯努力方程-流体力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、生活中的-流体力学生活中的白努利-流体力学1/9篇名生活中的白努利-流体力学作者梁育绫.国立彰化女子高级中学.三年八班PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com生活中的白努利-流体力学2/9壹●前言能量可藉流体来作为介质,而这些能量经由此介质能转为功或潜能,以作为各式各样的用途.自然界中与工程问题中有许多现象皆与流体力学(FluidMechanics)有关,譬如海洋与河川的流动,大气的千变万化,飞机飞翔的原理,引水人工作的危险性所在等,而研究这些流体现象的学科便可称之为流体力学,明确地说,流体力学的目的在於了解流

2、体静止与运动时所发生的种种现象及其相关的物理性力学行为,进而加以应用流体力学的原理来解决问题,造福人类.(注1)贰●正文一,流体的定义所有的物质都是以固液气三种相态其中之ㄧ存在於自然界中,而以液态或气态形式存在的物质便是流体.流体的特徵在於它是由无数个流体分子松散地组合而成,每个流体分子并不是固定在空间中的某一位置,而是无休止且不规则地在空间中运动,且流体分子在运动过程中经常与其他分子碰撞,藉以交换能量,流体分子的能量愈高,运动愈剧烈,则碰撞次数愈多.二,静止液体的压力压力(P)的定义是单位面积所受的力,因此谈压力前先要确定所谈受力的面积为何所谓的面积不会是数学上的一个点,而是

3、一个很小体积的表面,至於怎样算很小,对於液体的压力而言,比日常生活尺度小千万倍以下都可说很小,但是这些小体积对於水分子而言却是非常大的体积,例如取液体中,长宽高均为10-7m的一个小体积,可是该体积内至少还有102×102×102=106个水分子对该正立方体的六个表面随时进出与碰撞,取其中一个面,用面上水分子碰撞动量变化的力除以面积便是压力的大小,而当水是静止的情况下,表示该体积上下/前后/左右各方向所受合力需为零,也就是左压力与右压力需抵销,否则该体积会移动(液体会流动直到达成平衡)因此液体中任一点(其实是任一个小体积)各方向压力都一样.PDFcreatedwithpdfFa

4、ctorytrialversionwww.pdffactory.com生活中的白努利-流体力学3/9三,大气压力01.定义:每单位面积所承受的大气重P=N(气体分子个数)×mg/A(单位面积)02.1atm=1大气压=76cm-Hg为纬度45℃的海平面,0℃时的大气压力03.换算1atm=76cm-Hg=760mm-Hg=101300N/m=1013000dyne/cm=1.013bar=1013mb=101300pa=1013hp=760torr四,白努利定理白努利原理是由瑞士科学家兼数学家-白努利,在十八世纪所提出的.1726年,经过无数次的实验后,他发现了当流体的速度加快

5、时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加,下图以飞机的机翼为例,由於翼面的形状,加速时上方的空气会比下方的空气快,因此,上方的压力会比下方的压力小,压力上小下大的结果,於是机翼就被往上推去形成了一股使飞机浮升的升力,这一发现被称为「白努利效应」除了气体外,白努利效应也可以适用其他一切流体.PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com生活中的白努利-流体力学4/9五,生活应用01.飞机讨论到飞机为何会飞时,可以用白努利原理去解释,假设气流绝大多数都是沿水平方向移动,没有上下流动.机翼上方有一拱起物,令上

6、方空气有一个较长距离的运动(图1-4)因机翼上下方靠近机翼处流量必须一样(若不一样则无法达成动态平衡)所以距离长者速度必须等比例增加才能维持通过的流量一样,从而令其速度提升,形成压力差,使机翼产生向上的升力使飞机上升.(注2)PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com生活中的白努利-流体力学5/902.船吸现象划船时,会以为能和另一艘船的朋友并行,能一起聊天,但是没想到不管怎麼划,两船都是会莫名其妙靠在一起,难道不是毫无影响的向前吗因为两船平行前进时,两船内侧的水流较快,压力较小,相对两船外侧的水流较慢,压力较大

7、,故外测水流会将两船往内压,造成两船靠在一起,像当你骑脚踏车时,如果有公车或卡车从旁急速驶过,你会感到有一股力量将你推向卡车,公车的方向也是相同的道理,或像是火车进站时,不能靠太近,不只是因为怕你主动去撞火车,而是火车高速进站时,你和火车之间的空气,和你背后的空气比起来,是相对流速较大,所以压力较小,造成火车像是有吸力般将你吸过去,有人测过,在火车以每小时50公里的速度前进时,竟有8公斤左右的力从身后把人推向火车,同样道理,当刮风时,屋上的空气流动得很快,而屋面下的空气几乎是不流动的,这时屋