பாய்மங்கள்
விமான இறக்கை
இந்த நிர்ணயிக்கப்பட்ட ஓட்டப் புலமே, இறக்கை வளைவு அல்லது சம கடப்பு நேரம் அல்ல, மேல் நோக்கிய வேகமான ஓட்டத்தையும் அதன் அழுத்த வேறுபாட்டையும் வழங்குகிறது.
விமான இறக்கை — ஊடாடும் பாய்மங்கள் உருவகம். இந்த நிர்ணயிக்கப்பட்ட ஓட்டப் புலமே, இறக்கை வளைவு அல்லது சம கடப்பு நேரம் அல்ல, மேல் நோக்கிய வேகமான ஓட்டத்தையும் அதன் அழுத்த வேறுபாட்டையும் வழங்குகிறது. நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
ஓட்டத்திலிருந்து தூக்கு விசை
இந்த இலட்சியமாக்கப்பட்ட ஓட்ட மாதிரி, ஒரு விமான இறக்கை குறுக்கே உள்ள அழுத்த வேறுபாட்டை மேல்நோக்கிய தூக்கு விசையுடன் இணைக்கிறது.
நிர்ணயிக்கப்பட்ட ஓட்டப் புலத்தில், இறக்கைக்கு மேலே காற்று வேகமாகவும் அங்கே அழுத்தம் குறைவாகவும் இருக்கும். இது தூக்கு விசைக்கான அழுத்த-வேறுபாடு பங்களிப்பை விளக்குகிறது; காற்று துண்டுகள் ஒன்றாக வரவேண்டும் என்று கருதவில்லை.
- P + ½ρv² = மாறிலி
- தூக்கு விசை ∝ ΔP · பரப்பு
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
ஒரு விமான இறக்கையின் வளைந்த மேற்பகுதியில், அதன் கீழ் உள்ளதை விட காற்று வேகமாக ஓடுகிறது. பெர்னோலி தத்துவத்தின்படி, எந்த மேற்பரப்பில் அழுத்தம் குறைவு — மற்றும் அது இறக்கைக்கு என்ன பொருள்?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- மேல் மேற்பரப்பில் அழுத்தம் குறைவு, நிகர மேல்நோக்கிய விசையை (தூக்கு விசை) உருவாக்குகிறது.
- கீழ் மேற்பரப்பில் அழுத்தம் குறைவு, இறக்கையை கீழே தள்ளுகிறது.
- இரு மேற்பரப்புகளிலும் அழுத்தம் சமம், எனவே நிகர விசை இல்லை.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- கீழ்-பாதை பரப்பு A₁ (m²)
- மேல்-பாதை பரப்பு A₂ (m²)
- உள்ளீட்டு காற்று வேகம் v₁ (m/s)
நீங்கள் அளப்பவை:
- மேற்பரப்பு வேகம் v₂ (m/s)
- அழுத்த வேறுபாடு ΔP (மேல் − கீழ்) (Pa)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- fluid-wing முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். காற்று, ஒரு விமான இறக்கை குறுக்குவெட்டின் மீது ஓடுகிறது; மேல்-மேற்பரப்பு பாதை கீழ்பாதையை விட குறுகியது, எனவே காற்று மேலே வேகமாகும்.
- மேல்-மேற்பரப்பு-வேகம் மற்றும் அழுத்த-வேறுபாடு வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கீழ் மற்றும் மேல் குறுக்கு-பரப்புகள் மற்றும் உள்ளீட்டு காற்று வேகத்தை அமைத்து, மேல் வேகம் மற்றும் அழுத்த-வேறுபாடு வாசிப்புகளைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
தொடர்ச்சி சமன்பாடு — A₁·v₁ = A₂·v₂
அழுத்தம் குறையாத பாய்மத்திற்கு, ஓட்ட விகிதம் (பரப்பு × வேகம்) ஓட்டக் கோட்டின் வழியாக அழியாமல் இருக்கிறது: A₁v₁ = A₂v₂. விமான இறக்கையின் மேல் உள்ள குறுகிய பாதை, அங்குள்ள காற்றை வேகமாக நகர கட்டாயப்படுத்துகிறது.
பெர்னோலி சமன்பாடு (காற்று) — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
ஒரு கிடைமட்ட ஓட்டக் கோட்டின் வழியாக, P + ½ρv² மாறிலி. இறக்கையின் மேல் வேகமாக நகரும் காற்று, கீழே உள்ள மெதுவான காற்றை விட குறைந்த அழுத்தத்தில் இருக்கிறது — தூக்கு விசைக்கு பங்களிக்கும் அழுத்த வேறுபாடு.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, தொடர்ச்சியிலிருந்து v₂ = A₁v₁/A₂, பின்னர் காற்று அடர்த்தி 1.225 kg/m³ பயன்படுத்தி ΔP = P_top − P_bottom = ½ρ_air(v₁² − v₂²) கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் வாசிப்புகளுடன் ஒப்பிடுங்கள் — ΔP எதிர்மறை, ஏனெனில் மேலே வேகமான காற்று குறைந்த அழுத்தத்தில் இருக்கிறது, அதுவே இறக்கையை தூக்குகிறது.
- இதே வேகங்களுக்கு, இங்கே உள்ள அழுத்த வேறுபாடு, fluid-venturi சோதனையை விட Pa-இல் மிகக் குறைவு. பெர்னோலி சமன்பாட்டில் உள்ள அடர்த்தி மதிப்பைப் பயன்படுத்தி, ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- இந்த மாதிரி (தொடர்ச்சி + பெர்னோலி) இறக்கைகள் தூக்கு விசை உருவாக்குவதில் ஒரு பகுதியை விளக்குகிறது, ஆனால் உண்மையான வானூர்தி இயக்க தூக்கு விசை, இறக்கையின் தாக்கும் கோணத்தையும் கடுமையாகச் சார்ந்தது, மேலும் இறக்கைக்கு மேலும் கீழும் உள்ள காற்று துண்டுகள் பின் முனையை ஒன்றாக அடைய வேண்டும் என்று கோருவதில்லை. தூக்கு விசை பற்றிய ஒரு எளிய 'சம கடப்பு நேரம்' கதை ஏன் தவறான வழிகாட்டலாக இருக்கலாம்?
- உயரத்தில் காற்று அடர்த்தி குறைகிறது. ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²) பயன்படுத்தி, கடல் மட்டத்தில் பெறும் அதே தூக்கு விசையை உயரத்தில் உள்ள மெல்லிய காற்றில் பெற, ஒரு இறக்கை ஏன் வேகமாக நகர வேண்டும் என்று விளக்குங்கள்.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- பாய்ம இறக்கைக்கு வருக
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- அழுத்த வேறுபாடு
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.