流体
飞机机翼
产生更快上方流动及其压强差的是这个预设流场，而不是机翼弯度或相等的通过时间。
飞机机翼——交互式流体模拟。产生更快上方流动及其压强差的是这个预设流场，而不是机翼弯度或相等的通过时间。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
流动升力
这种理想化的流动模型将翼型上的压力差与向上的升力联系起来。
规定的流场在机翼上方具有更快的空气和更低的压力。它说明了压差对升力的贡献；它并不假设空气微团必须同时到达。
- 伯努利方程 P + ½ρv² = 常数
- 升力 ∝ ΔP · 面积
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
空气在机翼弯曲顶部的流动速度比其下方的流动速度更快。根据伯努利原理，哪个表面的压力较低——这对机翼意味着什么？
预测权重
- 顶面压力较低，产生净向上力（升力）。
- 底面压力较低，将机翼向下推。
- 两个表面压力相等，因此不存在净力。
可变角色
您设置的内容：
- 底部路径区域 A₁ (m²)
- 顶路径面积 A2 (m²)
- 入口空气速度 v₁ (m/s)
您测量的内容：
- 顶面速度 v2 (m/s)
- 压力差 ΔP（顶部 - 底部） (kPa)
调查如何进行
- 打开「机翼流体（fluid-wing）」预设并按重置。空气流过翼型截面；上表面通道比下表面更窄，因此上方的空气流速更快。
- 启用上表面速度与压力差读数。
- 为每次试验设定上下表面的横截面积与入口空气速度，并记录上表面速度与压力差读数。
控制方程
连续性方程 — A₁·v₁ = A₂·v₂
对于不可压缩流体，沿流线的流量（面积×速度）是守恒的：A₁v₁ = A₂v₂。翼型上表面较窄的通道会迫使那里的空气流动得更快。
伯努利方程（空气） — P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²
沿着水平流线，P + ½ρv² 保持恒定。机翼顶部移动速度较快的空气的压力低于机翼下方速度较慢的空气的压力——这种压力差有助于升力。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于其中一次试验，先由连续性方程计算v₂ = A₁v₁/A₂，再使用空气密度1.225 kg/m³计算ΔP = P_顶部 − P_底部 = ½ρ_air(v₁² − v₂²)。将两者与读数比较——ΔP为负值，因为顶部流速更快的空气处于更低的压力，而正是这一点把机翼抬升起来。
- 对于类似速度，此处的压力差（以 Pa 为单位）比 fluid-venturi 实验中的压力差小得多。使用伯努利方程中的密度值解释原因。
这在实验室之外的地方表现出来
- 这个模型（连续性+伯努利）部分解释了机翼如何产生升力，但真正的空气动力升力也很大程度上取决于机翼的迎角，并且不需要机翼上方和下方的空气团一起到达后缘。为什么一个简单的关于电梯的“同等传输时间”的故事可能会产生误导？
- 高海拔处空气密度会降低。请用ΔP = ½ρ_air(v₁² − v₂²)解释，为什么机翼在稀薄的高海拔空气中需要更快地移动，才能产生与海平面相同的升力。
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- 欢迎学习「飞机机翼」
- 播放
- 压强差
- 打开检查器
- 完成了！
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