流体压强与流速的关系 流体压强公式


挑战:气球能否稳定且持久地悬停在空气中?条件是不借助绳索或手动控制哦~

让我们来思考一下这个问题。

假设我们使用一个吹风机对着气球下方进行吹气,气球能否因此悬停呢?

许多人第一反应可能会认为:气球肯定会被风力吹走。

在的一档节目中,却进行了一次实验,结果令人惊讶:气球居然能够在吹风机上方稳定悬停。而且,随着吹风机的移动,气球也随之移动,即使放置多个气球也能在吹风机上空稳定悬停。

是不是感到既惊喜又意外呢?

感兴趣的朋友们,可以搜索一下这期节目,看看真实的现象是如何的。

为何这个现象如此违反直觉呢?是什么因素让气球被束缚在空中?

这正是今天我们要探讨的内容:流体压强与流速的关系。

现在,让我们做一个可以在家进行的简单实验:

拿出两张纸,让它们自然垂下,并保持一定的间距。然后,使用吹风机在两张纸的中间由上至下吹气,如图所示:

请根据上述描述,尝试在家进行这个实验,看看结果是否与你的预期相符?

记住,实践是检验真理的唯一标准。亲自体验,效果更佳,学习效率也会更高哦!

你可能会发现,两张纸并没有像预期中那样向外分开,反而彼此靠近了。当风力增大时,两张纸更加贴近!

这是为什么呢?

对于这两张纸来说,除了上方的支撑点外,下方只有空气而没有其他接触物。当纸张外的空气在吹风机的作用动速度增大时,它与静止的空气之间形成了压强差异。具体来说,吹风机的气体流动速度较大区域的压强比静止空气的压强小。

实验的关键发现:在流体中,流速越大的位置,压强越小。

现在,我们可以解释为什么吹风机能使气球在空中悬停了。

当吹风机从下往上吹气时,如果气球向右偏移,那么吹风机的气流大部分会从气球的左侧快速绕过,从而在左侧形成一个压强较小的区域。这样,气球就会被右侧流速较慢且压强较大的空气推回原位。

反之亦然。如果气球向左偏移,气流则会从气球的右侧快速绕过,从而在右侧形成压强较小的区域。这样气球同样会被推回原位。

这个气球就像被一条无形的管道约束住一样,静静地悬浮在吹风机的上方。

实际上,这种气流流速与压强的关系在生活中有着广泛的应用。

例如,在火车站或地铁站候车时,人们必须站在安全线以内。这是因为列车行驶时会使附近的空气流速增大,导致气体压强减小。如果人与列车的距离过近,外部较大的压强差可能会将人推向列车,造成严重。

同样地,飞机的升空原理也是基于这种气流流速与压强的关系。

那么,这个原理在液体中是否也适用呢?答案是肯定的。

例如,两艘船在行驶过程中靠得太近时,由于两船中间的水流速度较快而产生压强差,外部较慢的水流会将船推向彼此,最终可能导致碰撞。

我们将具有流动性的气体和液体统称为流体。我们可以得出结论:“在流体中,流速越大的位置,压强越小。”

理解了这一规律后,让我们试着应用一下吧~

结合上面讲到的原理

请继续阅读下面的解析。

解析:乒乓球之所以不会掉落,是因为快速的气流使得乒乓球左上方和右上方的气流流速加快,压强减小。而乒乓球下方的空气流速较慢,压强大。这种乒乓球上下方的压强差产生的压力差托住了乒乓球,使其不会掉落。

如果你对此感到怀疑,可以尝试自己动手进行实验。但请务必注意实验安全!

现在你是否已经理解了这一知识点呢?