Chất lỏng
Cánh máy bay
Trường dòng chảy được quy định này, không phải độ cong cánh hay thời gian quá cảnh bằng nhau, tạo ra dòng phía trên nhanh hơn và chênh lệch áp suất của nó.
Cánh máy bay — mô phỏng Chất lỏng tương tác. Trường dòng chảy được quy định này, không phải độ cong cánh hay thời gian quá cảnh bằng nhau, tạo ra dòng phía trên nhanh hơn và chênh lệch áp suất của nó. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Gaya angkat từ aliran
Mô hình dòng chảy lý tưởng hóa này liên kết chênh lệch áp suất trên cánh máy bay với lực nâng lên trên.
Trường dòng chảy quy định có không khí phía trên cánh nhanh hơn và áp suất thấp hơn ở đó. Nó minh họa sự đóng góp của chênh lệch áp suất vào lực nâng; nó không cho rằng các phần tử không khí phải đến cùng nhau.
- P + ½ρv² = hằng số
- Lực nâng ∝ ΔP · diện tích
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Không khí di chuyển nhanh hơn trên đỉnh cong của cánh máy bay so với bên dưới nó. Theo nguyên lý Bernoulli, bề mặt nào có áp suất thấp hơn – và điều đó có ý nghĩa gì đối với cánh?
Dự đoán cân nặng
- Bề mặt trên có áp suất thấp hơn, tạo ra lực hướng lên (lực nâng).
- Mặt dưới có áp suất thấp hơn, đẩy cánh xuống.
- Cả hai bề mặt đều có áp suất bằng nhau nên không có lực ròng.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Khu vực đường dẫn dưới cùng A₁ (m²)
- Khu vực đường dẫn trên cùng A₂ (m²)
- Tốc độ không khí đầu vào v₁ (m/s)
Những gì bạn đo lường:
- Tốc độ trên bề mặt v₂ (m/s)
- Chênh lệch áp suất ΔP (trên - dưới) (kPa)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước cánh chất lỏng và nhấn Đặt lại. Dòng không khí chảy qua mặt cắt cánh máy bay; đường dẫn ở bề mặt trên hẹp hơn phía dưới, do đó không khí tăng tốc ở phía trên.
- Cho phép đọc tốc độ bề mặt và chênh lệch áp suất.
- Thiết lập diện tích mặt cắt ngang phía dưới và phía trên cũng như tốc độ không khí vào cho mỗi lần thử, đồng thời ghi lại tốc độ tối đa và số đọc chênh lệch áp suất.
phương trình điều khiển
Phương trình liên tục — A₁·v₁ = A₂·v₂
Đối với chất lỏng không nén được, tốc độ dòng chảy (diện tích × tốc độ) được bảo toàn dọc theo đường thẳng: A₁v₁ = A₂v₂. Đường dẫn hẹp hơn phía trên cánh máy bay buộc không khí ở đó di chuyển nhanh hơn.
Phương trình Bernoulli (không khí) — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
Dọc theo đường thẳng ngang, P + ½ρv² không đổi. Không khí di chuyển nhanh hơn phía trên cánh có áp suất thấp hơn không khí chậm hơn bên dưới - sự chênh lệch áp suất góp phần tạo lực nâng.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần thử, hãy tính v₂ = A₁v₁/A₂ từ tính liên tục, sau đó tính ΔP = P_trên − P_dưới = ½ρ_air(v₁² − v₂²) sử dụng mật độ không khí 1.225 kg/m³. So sánh cả hai với số đọc — ΔP âm vì luồng không khí nhanh hơn phía trên có áp suất thấp hơn ở đó, và chính điều đó nâng cánh lên.
- Sự chênh lệch áp suất ở Pa nhỏ hơn nhiều so với trong thí nghiệm chất lỏng-venturi với tốc độ tương tự. Giải thích tại sao, bằng cách sử dụng giá trị mật độ trong phương trình Bernoulli.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Mô hình này (liên tục + Bernoulli) giải thích một phần cách cánh tạo ra lực nâng, nhưng lực nâng khí động học thực sự cũng phụ thuộc rất nhiều vào góc tấn của cánh và không yêu cầu các khối khí ở trên và dưới cánh để cùng nhau đến mép sau. Tại sao câu chuyện đơn giản về 'thời gian vận chuyển bằng nhau' về thang máy lại có thể gây hiểu nhầm?
- Mật độ không khí giảm ở độ cao. Sử dụng ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²), giải thích tại sao một cánh cần di chuyển nhanh hơn trong vùng không khí mỏng ở độ cao lớn để tạo ra lực nâng tương tự như khi ở mực nước biển.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Chào mừng đến sayap chất lỏng
- Nhấn Phát
- Chênh lệch áp suất
- Mở Trình kiểm tra
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →