Tella’ ta’ Ġewnaħ: Il-Prinċipju ta’ Bernoulli fuq Ġewnaħ
1 · Ippreddi
L-ajru jiħraġ aktar mgħaġġel fuq il-parti ta’ fuq mgħawweġa ta’ ġewnaħ minn taħtha. Skont il-prinċipju ta’ Bernoulli, liema wiċċ għandu pressjoni inqas — u x’ifisser dan għall-ġewnaħ?
- Il-wiċċ ta’ fuq għandu pressjoni inqas, u joħloq forza netta ’l fuq (tella’).
- Il-wiċċ ta’ isfel għandu pressjoni inqas, u jibgħat il-ġewnaħ ’l isfel.
- Iż-żewġ wiċċejiet għandhom pressjoni ugwali, għalhekk m’hemm l-ebda forza netta.
2 · Tħejjija
- Iftaħ il-preset ta’ fluid-wing u agħfas Reset. L-ajru jiħraġ fuq sezzjoni qasira ta’ ġewnaħ; it-triq ta’ wiċċ ta’ fuq hi idjq minn dik ta’ isfel, għalhekk l-ajru jiżaġġa fuq il-quċċata.
- Attiva l-qarijiet ta’ veloċità ta’ wiċċ ta’ fuq u ta’ differenza ta’ pressjoni.
- Issettja l-erji ta’ sezzjoni qasira ta’ isfel u ta’ fuq u l-veloċità ta’ dħul ta’ l-ajru għal kull prova, u irrekordja l-qarijiet ta’ veloċità ta’ fuq u differenza ta’ pressjoni.
3 · Ħu d-Dejta
| Erja tat-triq ta’ isfel A₁ (m²) | Erja tat-triq ta’ fuq A₂ (m²) | Veloċità ta’ Dħul ta’ l-Ajru v₁ (m/s) | Veloċità ta’ Fuq il-Wiċċ v₂ (m/s) | Differenza ta’ pressjoni ΔP (fuq − isfel) (Pa) |
|---|---|---|---|---|
| 6.00e-4 | 3.00e-4 | 22.00 | ||
| 6.00e-4 | 3.00e-4 | 30.00 | ||
| 6.00e-4 | 4.00e-4 | 25.00 |
Ipinġi d-differenza ta’ pressjoni ΔP (ass ġewwa) kontra l-veloċità ta’ wiċċ ta’ fuq v₂ (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek.
4 · Analizza
- Għal prova waħda, ikkalkula v₂ = A₁v₁/A₂ mil-kontinwità, mbagħad ΔP = P_top − P_bottom = ½ρ_air(v₁² − v₂²) bl-użu ta’ densità ta’ l-ajru 1.225 kg/m³. Qabbel it-tnejn mal-qarijiet — ΔP hu negattiv għax l-ajru aktar mgħaġġel fuq il-quċċata jinsab f’pressjoni inqas, u dan hu li jtella’ l-ġewnaħ.
- Id-differenza ta’ pressjoni hawn hi ħafna inqas f’Pa milli fl-esperiment ta’ fluid-venturi għal veloċitajiet simili. Ispjega għalfejn, bl-użu tal-valur ta’ densità fl-ekwazzjoni ta’ Bernoulli.
5 · Estendi
- Dan il-mudell (kontinwità + Bernoulli) jispjega parti minn kif il-ġwienħa jiġġeneraw it-tella’, imma t-tella’ aerodinamika reala tiddependi ħafna ukoll mill-angolu ta’ attakk ta’ ġewnaħ, u ma teħtieġx li pakketti ta’ ajru fuq u taħt il-ġewnaħ jaslu flimkien mat-truf ta’ wara. Għalfejn raġuni sempliċi ta’ “ħin ta’ tranżitu indaqs” dwar it-tella’ tista’ tkun taqreb għaż-żbalji?
- Id-densità ta’ l-ajru tonqos f’goli ħafna. Bl-użu ta’ ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²), spjega għalfejn ġewnaħ jeħtieġ jiċċaqlaq aktar mgħaġġel fl-ajru rqaq ta’ goli biex jiġġenera l-istess tella’ li jkun jiġġenera fil-livell tal-baħar.
Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment
Ekwazzjoni ta’ Kontinuità
Għal fluwidu li ma jikkompressax, ir-rata ta’ fluss (erja × veloċità) tiġi kkonservata tul linja ta’ fluss: A₁v₁ = A₂v₂. It-triq idqqa fuq il-parti ta’ fuq ta’ ġewnaħ tiġiegħel l-ajru hemmhekk jiċċaqlaq aktar mgħaġġel.
L-Ekwazzjoni ta’ Bernoulli (ajru)
Tul linja ta’ fluss orizzontali, P + ½ρv² jibqa’ kostanti. L-ajru li jiċċaqlaq aktar mgħaġġel fuq il-parti ta’ fuq ta’ ġewnaħ għandu pressjoni inqas hemmhekk mill-ajru eqreb ta’ isfel — id-differenza ta’ pressjoni li tikkontribwixxi għat-tella’.