翼型升力：機翼上的伯努利原理

1·預測

空氣在機翼彎曲頂部的流動速度比其下方的流動速度更快。根據伯努利原理，哪個表面的壓力較低——這對機翼意味著什麼？

• 頂面壓力較低，產生淨向上力（升力）。
• 底面壓力較低，將機翼向下推。
• 兩個表面壓力相等，因此不存在淨力。

2·設定

1. 打開「機翼流體（fluid-wing）」預設並按重設。空氣流過翼型截面；上表面通道比下表面更窄，因此上方的空氣流速更快。
2. 啟用上表面速度與壓力差讀數。
3. 為每次試驗設定上下表面的橫截面積與入口空氣速度，並記錄上表面速度與壓力差讀數。

3·收集數據

針對三次試驗，繪製壓力差ΔP（Y軸）相對上表面速度v₂（x軸）的關係圖。

4·分析

1. 對於其中一次試驗，先由連續性方程計算v₂ = A₁v₁/A₂，再使用空氣密度1.225 kg/m³計算ΔP = P_頂部 − P_底部 = ½ρ_air(v₁² − v₂²)。將兩者與讀數比較——ΔP為負值，因為頂部流速更快的空氣處於更低的壓力，而正是這一點把機翼抬升起來。
2. 對於類似速度，此處的壓力差（以 Pa 為單位）比 fluid-venturi 實驗中的壓力差小得多。使用伯努利方程式中的密度值解釋原因。

5·擴展

1. 這個模型（連續性+伯努利）部分解釋了機翼如何產生升力，但真正的空氣動力升力也很大程度上取決於機翼的迎角，並且不需要機翼上方和下方的空氣團一起到達後緣。為什麼一個簡單的關於電梯的「同等傳輸時間」的故事可能會產生誤導？
2. 高海拔處空氣密度會降低。請用ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²)解釋，為什麼機翼在稀薄的高海拔空氣中需要更快地移動，才能產生與海平面相同的升力。

這個實驗背後的物理原理

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