【矩道物理虚拟实验室】流体压强

更新时间:2022-06-24 来源:矩道科技 浏览:0

把一个乒乓球放在漏斗下,松手后乒乓球会下落。但如果从漏斗口向下吹风,乒乓球竟然没有掉落,反而像被什么东西吸住了一样。这是为什么呢?

原来这也是与压强有关。物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。在流体中,流速越大的位置,压强越小。现在我们借助矩道融合创新实验室研究有关流体压强的现象。


首先,我们借助虚拟实验看一下吹气后漏斗下的乒乓球周围气体的流动情况。

乒乓球上端,气流速度很快,而下端,气体流速很小;乒乓球侧面周围的流速都是基本相同的。根据流体压强与流速的关系可以判断出,乒乓球下方比上方受到的压强大,因此产生向上的压强差,继而形成压力差,而乒乓球很轻,因此乒乓球不会掉落。当停止吹气时,乒乓球上下两端压强差恢复为零,乒乓球掉落。

日常生活中的现象

手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸的中间向下吹气,你会发现吹气并不会让两张纸分开,反而会相互靠近,甚至贴在一起。这是因为吹气时,两张中间空气流速快,压强小,纸外侧压强大,使纸片往中间靠。

这就是为什么高铁站台上会有黄色警示线,就是避免当有列车高速通过时,人如果站的太近会有被吸入的危险。同样的,当两列火车、两辆汽车乃至两艘轮船都不能在靠的很近的情况下高速并行,避免发生碰撞。

再比如,飞机之所以能在空中飞行,也是由于飞机的机翼上表面弯曲、下表面较平,使得机翼上方气流的速度较大,从而产生向上的升力。

还有,在足球运动中有一种非常著名的踢球技术“香蕉球”,指的是运动员运用脚法,踢出球后并使球在空中向前作弧线运行,从而避开前面的人墙直接射门得分。这种技术同样也运用了这一原理。这种球也叫“弧旋球”,运动员踢球时,使球快速旋转起来,球的旋转造成在球前进方向两侧的空气流速不同,产生压强差,从而能改变足球的运动轨迹。

最后,我们再来给大家表演一个小魔术——口吹硬币跳越木块。在桌子上放一个硬币,然后在硬币的前后各放一个木块和一本高度差不多的书。在硬币上方用力吹一口气,就能使硬币跳过木块。

聪明的你可能已经明白了其中的奥秘,但是还有一个小问题留给大家思考:吹气时应该注意什么小技巧,提升实验的成功率呢?(温馨提示:这个小技巧与吹气的方向有关。)感兴趣的同学快去试一下吧,也欢迎大家下载体验矩道3D教学软件

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