Näin pelaat Myrsky ja siipi -peliä
- Valitse koe ja lue kortista nopeudet, massa ja pinta-ala.
- Nopeammalla ilmalla on pienempi paine: se laskee ½·ρ·v², joten kun ilma on yläpuolella nopeampaa kuin alapuolella, jää paine-ero.
- Tämä ero vaikuttaa koko pinta-alaan: F = ½·ρ·(v_over² − v_under²)·A. Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita.
- Katso pylväitä: katto, kone tai liuska nousee sillä hetkellä, kun nostovoima saavuttaa sen painon.
Miten liikkuva ilma voi nostaa katon?
Bernoullin periaate pätee myös ilmassa: missä ilma liikkuu nopeammin, sen paine on ½·ρ·v² pienempi kuin levossa olevan ilman. Ilma on kevyttä, noin 1,2 kg kuutiometrissä, joten lasku näyttää pieneltä: 540 Pa 30 m/s:n myrskyssä, noin puoli prosenttia ilmanpaineesta. Mutta se vaikuttaa jokaiseen neliömetriin. 100 m²:n katossa, jota sisällä levossa oleva ilma painaa täydellä paineella, se tekee 54 kN, tarpeeksi nostamaan raskaan katon irti. Siipi toimii samoin: muotonsa ja kallistuksensa vuoksi ilma virtaa sen yli nopeammin kuin alta, siihen vaikuttaa koko pinta-alalla paine-ero ½·ρ·(v_over² − v_under²), ja mitä nopeammin kone kulkee, sitä suurempi se on, koska se kasvaa kuten v². Siksi lentokone tarvitsee kiitotien saavuttaakseen nousunopeuden. Puhalla paperiliuskan yli, niin se nousee samasta syystä.
Rajattu oppimismalli
Ilman tiheys on 1,2 kg/m³, eikä se puristu näillä nopeuksilla; katon tai liuskan alla ilma on levossa, ja paine-ero vaikuttaa tasaisesti koko pinta-alaan. Tuuli, kone tai puhalluksesi nopeutuu tasaisesti 2 s; se, mikä nousee, nousee täsmälleen, kun F = ½·ρ·(v_over² − v_under²)·A saavuttaa sen painon (0,15 %:n päässä se vielä nousee), ja se piirretään nousemassa 1 s. Oikeat siivet myös työntävät ilmaa alaspäin, mitä tämä malli ei ota huomioon. Mikään ei ole mittakaavassa. Voima on oikein 2 %:n tarkkuudella; nopeuden on nostettava ja oltava enintään 2 % liian suuri. g = 9,8 m/s². Etenee reaaliajassa.