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飛機機翼上下原理

圖文 更新时间:2024-08-18 06:17:07

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01

發現問題

鳥兒在天上,需要不斷地呼扇翅膀,才能保持翺翔的姿态。我們日常見到的飛機也有翅膀,被稱為機翼,可是機翼都是固定在機身上的,沒辦法活動,那飛機又是怎麼靠固定不動的機翼實現飛行的呢?

02

探究實驗

認識伯努利定律

飛機之所以能實現飛行,是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。這樣就産生了作用在機翼上的方向的升力。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)1

什麼是伯努利定律呢?我們通過幾個實驗了解一下!

實驗一

雙手各拿一張紙闆,并以較近的距離平行垂下。從上端向兩張紙中間吹一口氣,兩個紙闆就會靠近,甚至合到一起。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)2

觀察實驗現象

實驗原理:

從實驗中我們觀察到,從上往兩張紙中間吹氣時,紙闆會往中間靠攏,想想看這是為什麼呢?

這是由于當我們往紙中間吹氣時,使得紙張中間空氣流速變大,壓強相應降低;而紙外側空氣靜止、壓強較大,從而産生向内的壓力使它們靠近。此實驗利用了伯努利定律。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)3

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飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)5

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)6

伯努利定律(紙張實驗)

實驗二

準備兩個乒乓球,兩隻鉛筆和一根吸管。首先把兩根鉛筆平行的放在桌子上,然後把兩個乒乓球放在上面,用吸管往乒乓球中間吹,觀察實驗現象。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)7

實驗原理:

從實驗中我們能夠片觀察到往兩個小球中間吹氣,兩個小球會往中間靠攏,是由于往小球中間吹氣時,使得兩個小球中間的氣體流速變大,壓強變小;而兩個小球兩側的空氣流速不變,壓強較大。外側的壓強就如同一雙大手,将兩個小球往中間擠壓,迫使它們往中間靠攏。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)8

實驗三

準備一個吹風筒,和幾個乒乓球,将吹風筒插上電,開小風,把乒乓球放到吹風筒出風處,觀察實驗現象。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)9

實驗原理:

實驗中能觀察到,乒乓球懸浮在空中,這是由于吹風機使乒乓球周圍的氣壓小于頂部氣壓,因為頂部空氣是靜止的!于是,來自球體底部的大氣壓力就使乒乓球懸浮在了空中。

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)10

飛機機翼上下原理(飛機怎麼靠固定不動的機翼實現飛行)11

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實驗四

準備兩個紙杯,将紙杯套在一起,往紙杯套的縫隙吹氣,觀察實驗現象,并思考其實驗原理。

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實驗原理:

當我們對上面的紙杯沿水平方向吹氣時,紙杯上面的空氣流動速度加快,氣壓減小,而紙杯下面的空氣流動速度沒有改變,氣壓也沒有改變,這樣,由于紙杯下面氣壓較大,就把紙杯壓上去了。

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通過豐富有趣的實驗,你明白什麼是伯努利定律了嗎?所謂的伯努利定律是指,氣流或者水流,流速快,壓力小;流速慢,壓力大。

而飛機之所以能在空中翺翔就是利用了伯努利定律,機翼是流線型的,上方空氣流速快,壓力小,下方空氣流速慢,壓力大,下方強大的空氣将飛機托起來。

想想看,生活中的什麼地方還利用到了伯努利定律,在下方評論區,和我們一起分享吧!

一個熱愛科學,喜歡科學實驗的老師,關注我,了解更多有趣好玩的科學實驗。

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