एयरफ़ॉइल लिफ्ट: बर्नौली का सिद्धांत एक पंख पर

1 · भविष्यवाणी

एयरफ़ॉइल के नीचे की तुलना में उसके घुमावदार शीर्ष पर हवा तेज़ी से बहती है। बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार, किस सतह पर दाब कम होता है - और पंख के लिए इसका क्या मतलब है?

• ऊपरी सतह पर दाब कम होता है, जिससे ऊपर की ओर एक शुद्ध बल (लिफ्ट) बनता है।
• निचली सतह पर दाब कम होता है, जो पंख को नीचे की ओर धकेलता है।
• दोनों सतहों पर समान दाब है, इसलिए कोई शुद्ध बल नहीं है।

2 · सेट अप

1. fluid-wing प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। एयरफ़ॉइल cross-section पर हवा बहती है; top-surface पथ नीचे से संकरा है, इसलिए ऊपर से हवा की गति तेज़ होती है।
2. top-surface-speed और pressure-difference रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए नीचे और ऊपर cross-sectional क्षेत्र और इनलेट वायु गति सेट करें, और शीर्ष गति और pressure-difference रीडिंग रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए top-surface गति v₂ (x-अक्ष) के विरुद्ध दाब अंतर ΔP (y-अक्ष) को प्लॉट करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, निरंतरता से v₂ = A₁v₁/A₂ की गणना करें, फिर वायु घनत्व 1.225 kg/m³ का उपयोग करके ΔP = P_ऊपर − P_नीचे = ½ρ_air(v₁² - v₂²) की गणना करें। दोनों की रीडिंग से तुलना करें — ΔP ऋणात्मक आता है क्योंकि ऊपरी सतह पर बहने वाली तेज़ हवा वहाँ कम दाब पर होती है, और यही पंख को ऊपर उठाता है।
2. समान गति के लिए fluid-venturi प्रयोग की तुलना में यहाँ दाब का अंतर Pa में बहुत कम है। बर्नौली के समीकरण में घनत्व मान का उपयोग करके समझाएं कि क्यों।

5 · विस्तार

1. यह मॉडल (निरंतरता + बर्नौली) बताता है कि पंख कैसे लिफ्ट उत्पन्न करते हैं, लेकिन वास्तविक वायुगतिकीय लिफ्ट भी विंग के हमले के कोण पर काफी हद तक निर्भर करती है, और एक साथ अनुगामी किनारे पर पहुंचने के लिए विंग के ऊपर और नीचे एयर पार्सल की आवश्यकता नहीं होती है। लिफ्ट के बारे में एक सरल 'समान पारगमन समय' कहानी भ्रामक क्यों हो सकती है?
2. ऊँचाई पर वायु का घनत्व कम हो जाता है। ΔP = ½ρ_air(v₁² - v₂²), का उपयोग करके समझाएं कि समुद्री स्तर पर समान लिफ्ट उत्पन्न करने के लिए एक पंख को पतली high-altitude हवा के माध्यम से तेजी से आगे बढ़ने की आवश्यकता क्यों है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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