Vzgon krila: Bernoullijevo načelo nad krilom

1 · Predvidi

Zrak teče hitreje čez ukazrvljeno zgornjo stran profila krila kot pod njim. Po Bernoullijevem načelu, katera površina ima nižji tlak — in kaj to pomeni za krilo?

• Zgornja površina ima nižji tlak in ustvarja neto navzgor usmerjeno silo (vzgon).
• Spodnja površina ima nižji tlak in pritiska krilo dol.
• Obe površini imata enak tlak, zato ni neto sile.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev fluid-wing in pritisni Ponastavi. Zrak teče čez prečni prerez profila krila; pot po zgornji površini je ožja od spodnje, zato se zrak pospeši zgoraj.
2. Omogoči odčitka hitrosti na zgornji površini in razlike tlakov.
3. Nastavi spodnjo in zgornjo prečno površino in vhodno hitrost zraka za vsak poskus in zabeleži odčitka zgornje hitrosti in razlike tlakov.

3 · Zberi podatke

Nariši razliko tlakov ΔP (os y) proti hitrosti na zgornji površini v₂ (os x) za svoje tri poskuse.

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj v₂ = A₁v₁/A₂ iz kontinuitete, nato ΔP = P_top − P_bottom = ½ρ_air(v₁² − v₂²) z gostoto zraka 1,225 kg/m³. Primerjaj oba z odčitki — ΔP je negativen, ker hitrejši zrak nad krilom sedi pri nižjem tlaku, in to dviga krilo.
2. Razlika tlakov je tu precej manjša v Pa kot v poskusu fluid-venturi pri podobnih hitrostih. Razloži zakaj z vrednostjo gostote v Bernoullijevi enačbi.

5 · Razširi

1. Ta model (kontinuiteta + Bernoulli) pojasni del tega, kako krila ustvarjajo vzgon, a pravi aerodinamični vzgon je močno odvisen tudi od napadnega kota krila in ne zahteva, da paketa zraka nad in pod krilom prispeva k izhodnemu robu skupaj. Zakaj bi lahko preprosta zgodba o „enakem času preleta“ o vzgonu zavajala?
2. Gostota zraka pada na veliki višini. Z ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²) razloži, zakaj mora krilo leteti hitreje skozi redkein visokoimenski zrak, da ustvari isti vzgon kot na morski gladini.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov