Jak grać w Burzę i skrzydło
- Wybierz test i odczytaj z karty prędkości, masę i pole.
- Szybsze powietrze ma niższe ciśnienie: spadek wynosi ½·ρ·v², więc szybsze powietrze nad górą niż pod spodem zostawia różnicę ciśnień.
- Ta różnica działa na całe pole: F = ½·ρ·(v_nad² − v_pod²)·A. Wpisz przewidywanie i naciśnij Start.
- Obserwuj słupki: dach, samolot lub pasek unosi się w chwili, gdy siła nośna osiąga jego ciężar.
Jak poruszające się powietrze może unieść dach?
Prawo Bernoulliego działa też w powietrzu: tam, gdzie powietrze płynie szybciej, jego ciśnienie jest niższe o ½·ρ·v² w porównaniu z nieruchomym powietrzem. Powietrze jest lekkie, około 1,2 kg na metr sześcienny, więc spadek wydaje się mały: 540 Pa przy burzy 30 m/s, około pół procent ciśnienia powietrza. Ale działa na każdy metr kwadratowy. Na dachu o polu 100 m², gdy nieruchome powietrze w domu pcha w górę z pełnym ciśnieniem, daje to 54 kN, dość, by zerwać ciężki dach. Skrzydło działa tak samo: ukształtowane i nachylone tak, by powietrze płynęło nad górą szybciej niż pod spodem, odczuwa na całej powierzchni różnicę ciśnień ½·ρ·(v_nad² − v_pod²), a im szybciej leci samolot, tym jest ona większa, rosnąc z v². Dlatego samoloty potrzebują pasa startowego, aby osiągnąć prędkość startu. Dmuchnij nad paskiem papieru, a uniesie się z tego samego powodu.
Model skupiony na nauce
Powietrze ma 1,2 kg/m³ i przy tych prędkościach się nie ściska; powietrze pod dachem lub paskiem stoi, a różnica ciśnień działa równomiernie na całą powierzchnię. Wiatr, samolot lub twój oddech przyspieszają równomiernie przez 2 s; to, co się unosi, robi to w chwili, gdy F = ½·ρ·(v_nad² − v_pod²)·A osiąga jego ciężar (różnica do 0,15% nadal wystarcza), i jest rysowane, jak wznosi się przez 1 s. Prawdziwe skrzydła także pchają powietrze w dół, czego ten model nie uwzględnia. Nic nie jest w skali. Siła jest dobra z dokładnością do 2%; prędkość musi unosić z zapasem najwyżej 2%. g = 9,8 m/s². Odtwarzane w czasie rzeczywistym.