无处不在的伯努利原理

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1、无处不在的伯努利原理◆陈仁政/文郑勇/图一、“鼻奇撞船”和“矿井怪事”释。伯努利原理又叫“伯努利效应”制定的《国际避碰规则》)也规定禁1912年秋,“奥林匹克”号——(Bernoullieffect),是指流体(气体和止船只平行航行,以避免这种“船当时世界上最大的远洋货轮之一,液体)流速快时压强小,流速慢时压吸现象”正在艳阳高照的滔滔太平洋中劈波强大。这里所说的压强。是指流体边这里的问题是.两船之间的水斩浪。凑巧的是,离这座“漂浮的城界对旁侧的压强,所以伯努利效应流为什么要比外侧的快一些?在有市”约100米,比它小得多的铁甲巡被称为“边界层表面效应”。它

2、是瑞船的海面上.显然两只船占据了海洋舰“哈克”号几乎平行地高速行驶士物理学家丹尼尔·伯努利通过多水的一部分流道.于是海水只有在着。忽然,“哈克”号好像中了“魔”次实验之后.在1726年首先提出来两船之间的狭窄处“加紧赶路”而速——调转船头猛然朝“奥林匹克”的。度变快;而在海面的其他地方,海水号直冲而去。更匪夷所思的是,在这原来,当两船并行时,由于它们流速基本不变而比狭窄处更慢。这千钧一发之际,舵手无论怎样操纵之间的水流要比外侧的水流快一种“加紧赶路”是我们常见的现象:都没有用,大家只好眼睁睁地看着些,因此两船各自的内侧受到水的没有分支的沟渠狭窄处的水.必

3、定它将“奥林匹克”号的船舷撞出一个压力,就分别比两船的外侧小。这比宽阔处流得快。大洞。样,船外侧的较大压力就像一双无同样的道理.“矿井怪事”中的无独有偶,在1942年1O月,美形的大手,将两船推拢(图1)。“哈护板,也是由于它两侧的压力差较国的“玛丽皇后”号运兵船,由“寇拉克”号轻.在这个大手推动下就跑得大而自动关闭。沙阿”号巡洋舰和6艘驱逐舰护航,更快些,看上去好像是它故意改变丹尼尔·伯努利在他于1738年载着1.5万名士兵从本土出发开往航向,径直向“奥林匹克”号撞去。于出版(1734年完成)的专著《流体动英国。在航途中,与运兵船并列前进是,当年海事法

4、庭在处理这件奇案力学》中,进一步提出了流体力学中的“寇拉沙阿”号突然向左急转弯,时,“奥林匹克”号一方就指责“哈的“伯努利方程”:恒量。它描述了密与“玛丽皇后”号船头相撞,被劈成克”号故意撞过来.而法庭则糊里度为P的理想流体在稳定流动时的两半。糊涂地判处“奥林匹克”号船长没流速v,当地重力加速度,竖直高在l9世纪法国的一座矿山里,有下令给对方让路而蒙冤!后来,度h,压强P之间的定量关系;它的一个工人奉命把那个和外坑道(向两船相撞的奥秘终于大白,船长的特例(^不变)的定性描述,就是伯矿井输送压缩空气用)相通的孔用冤屈终于昭雪。国际航行界(包括努利原理。护板

5、遮蔽起来。他和冲进矿井的气流斗争了很久,却没能把它遮上:但三、到处都有它的影踪突然之间,护板自己却“砰”的一声“八月秋高风怒号,卷我屋上三猛烈地关上了!重茅。”为什么会有唐朝诗人杜甫在那么,是什么原因造成了这些《茅屋为秋风所破歌》中所写的这种离奇的船祸和“矿井怪事”呢?水流慢现象呢?刮风时,屋面上方的空气流B动得很快(等于风速),而屋面下屋二、伯努利原理内的空气几乎不流动或者流动得后来人们才知道.“奥林匹克”慢根据伯努利原理,这时屋面下方号等被撞,用“伯努利原理”就能解图1空气的压力大于屋面上方空气的压飞机的升力篙o~Q,o一推上部的流线下部的流线寸心口

6、口下部流速慢压强大图2力。一旦风速超过一定程度,这个压的喜剧还有乒乓球、排球、网球、斯力差就掀起茅草屋顶。类似的现象诺克台球和高尔夫球等的旋转。更多的喜剧将在后面看到。图4是,大风会把片状物体(例如凉席、草席或篷布)吹得老高,郊游时铺在液体旁侧也会因伯努利原理产地上的野餐垫总会被风吹起。生压力差。例如,当水流以1米/秒常实用灵巧,危险性极小,渡口固气体流速不同而产生压力差引的速度前进时,约有290牛顿的力定,也是利用伯努利原理的杰作,浸出的灾祸远不止卷走三重茅。在19在吸引着游泳者;如果靠近高速运透着中华先贤智慧的结晶。世纪的沙俄.有一天西伯利亚的士动的

7、漩涡。这个“吸力”还要大得多。兵们列队持枪站在铁轨两旁欢迎一可见在湍急的流水中游泳,就是“会四、广泛的科技应用位将军来视察。当火车尖叫着风驰水匠”也很危险。当我们在水上“荡科学家们设计的飞机机翼截电掣般驶过时,士兵一个接一个翻起双桨”的时候。也要特别远离高速面,大致呈流线型。因为伯努利效倒在车下⋯⋯谁是这起惨案的凶手运动船只,否则就会演出休闲版的应.飞机飞行时就得到了升力(图呢?以50千米/小时前进的火车两“哈克”号或“寇拉沙阿”号的悲剧。2)。当飞机速度足够大时,这个升力侧的人。要受到火车约80牛顿的用洗衣机洗衣,衣裤的兜常常就会大于飞机的重量。于是飞

8、机腾“吸力”。所以,决不可站在飞速而过被“莫名其妙”地翻转过来,掏出兜空而起。滑

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