ద్రవాలు
విమానపు రెక్క
రెక్క వంపు లేదా సమాన గమన కాలం కాదు — ఈ నిర్ధారిత ప్రవాహ క్షేత్రమే పైన వేగవంతమైన ప్రవాహాన్ని, దాని పీడన భేదాన్ని ఇస్తుంది.
విమానపు రెక్క — ఇంటరాక్టివ్ ద్రవాలు సిమ్యులేషన్. రెక్క వంపు లేదా సమాన గమన కాలం కాదు — ఈ నిర్ధారిత ప్రవాహ క్షేత్రమే పైన వేగవంతమైన ప్రవాహాన్ని, దాని పీడన భేదాన్ని ఇస్తుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
ప్రవాహం నుండి ఎత్తుకోత
ఈ ఆదర్శీకృత ప్రవాహ నమూనా, విమాన రెక్క అంతటా పీడన భేదాన్ని పైకి ఎత్తుకోతతో కలుపుతుంది.
నిర్ణీత ప్రవాహ క్షేత్రంలో రెక్క పైన వేగవంతమైన గాలి, అక్కడ తక్కువ పీడనం ఉంటుంది. ఎత్తుకోతకు పీడన-భేద దోహదాన్ని వివరిస్తుంది; గాలి పొరలు కలిసి చేరాలని ఊహించదు.
- P + ½ρv² = స్థిరం
- ఎత్తుకోత ∝ ΔP · విస్తీర్ణం
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
ఎయిర్ఫాయిల్ వంపు పైభాగంపై గాలి కింకంటే వేగంగా ప్రవహిస్తుంది. బెర్నౌలీ సూత్రం ప్రకారం, ఏ ఉపరితలంలో పీడనం తక్కువ — రెక్కకు అంటే అది ఏమిటి?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- పై ఉపరితలంలో పీడనం తక్కువ, నికరమైన పైకి బలాన్ని (ఎత్తుకోతను) సృష్టిస్తుంది.
- కింది ఉపరితలంలో పీడనం తక్కువ, రెక్కను కిందకు నెట్టుతుంది.
- రెండు ఉపరితలాల్లోనూ పీడనం సమానం, కాబట్టి నికర బలం ఉండదు.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- కింది-మార్గ విస్తీర్ణం A₁ (m²)
- పై-మార్గ విస్తీర్ణం A₂ (m²)
- ప్రవేశ గాలి వేగం v₁ (m/s)
మీరు కొలిచేవి:
- పై-ఉపరితల వేగం v₂ (m/s)
- పీడన భేదం ΔP (పై − కింది) (Pa)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- fluid-wing ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఎయిర్ఫాయిల్ అడ్డుకోతపై గాలి ప్రవహిస్తుంది; పై-ఉపరితల మార్గం కిందిదాని కంటే ఇరుకు, కాబట్టి గాలి పైన వేగవంతమవుతుంది.
- పై-ఉపరితల-వడి, పీడన-భేద రీడింగ్లను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి కింది, పై అడ్డుకోత విస్తీర్ణాలను, ప్రవేశ గాలి వడిని సెట్ చేసి, పై వడి, పీడన-భేద రీడింగ్లను నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
సాంతత్య సమీకరణం — A₁·v₁ = A₂·v₂
సంపీడనం కాని ద్రవానికి, ప్రవాహ రేటు (విస్తీర్ణం × వడి) ప్రవాహ రేఖ వెంబడి సంరక్షించబడుతుంది: A₁v₁ = A₂v₂. ఎయిర్ఫాయిల్ పైన ఇరుకైన మార్గం అక్కడి గాలిని మరింత వేగంగా కదిలేలా బలవంతం చేస్తుంది.
బెర్నౌలీ సమీకరణం (గాలి) — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
సమతల ప్రవాహ రేఖ వెంబడి P + ½ρv² స్థిరంగా ఉంటుంది. రెక్క పైన వేగంగా కదిలే గాలి, కింద నెమ్మదిగా కదిలే గాలి కంటే తక్కువ పీడనం కలిగి ఉంటుంది — ఎత్తుకోతకు దోహదపడే పీడన భేదం.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, సాంతత్యం నుండి v₂ = A₁v₁/A₂, తర్వాత గాలి సాంద్రత 1.225 kg/m³ ఉపయోగించి ΔP = P_top − P_bottom = ½ρ_air(v₁² − v₂²) లెక్కించండి. రెండింటినీ రీడింగ్లతో పోల్చండి — పైన వేగవంతమైన గాలి తక్కువ పీడనం వద్ద ఉండటం వల్ల ΔP ఋణాత్మకం, రెక్కను పైకి ఎత్తేది అదే.
- ఇలాంటి వడులకు ఇక్కడి పీడన భేదం Pa లో fluid-venturi ప్రయోగం కంటే చాలా చిన్నది. బెర్నౌలీ సమీకరణంలోని సాంద్రత విలువ ఉపయోగించి ఎందుకో వివరించండి.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- ఈ నమూనా (సాంతత్యం + బెర్నౌలీ) రెక్కలు ఎత్తుకోతను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తాయో కొంత భాగాన్ని వివరిస్తుంది, కానీ నిజమైన వాయుగతిక ఎత్తుకోత రెక్క దాడి కోణంపై కూడా బాగా ఆధారపడుతుంది, రెక్క పైన, కింద గాలి పొరలు వెనుక అంచున కలిసి చేరాల్సిన అవసరం లేదు. ఎత్తుకోత గురించి సరళమైన “సమాన బదిలీ కాలం” కథ ఎందుకు తప్పుదారి పట్టించవచ్చు?
- ఎత్తు పెరిగేకొద్దీ గాలి సాంద్రత తగ్గుతుంది. ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²) ఉపయోగించి, సముద్ర మట్టం వద్ద వచ్చే అదే ఎత్తుకోత కోసం రెక్క పలచని ఎత్తు గాలిలో మరింత వేగంగా కదలాల్సి ఉంటుందో వివరించండి.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Fluid Wing కు స్వాగతం
- ప్లే నొక్కండి
- పీడన భేదం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.