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說真的,我小時候最討厭的就是流體力學了,哈!!

不過,嗯,沒辦法,猴子喜歡流體力學。

哈哈哈哈哈哈哈,不不不,猴子很喜歡流體力學的應用,那就是飛機。

小男生喜歡飛機,很理所當然的正常,所以就會問一些囉哩吧唆的問題,

好比說:「媽媽,為什麼飛機不能在外太空飛火箭可以?」

 

於是,今天給猴子講了很簡單的白努力定律,純粹就是因為猴子問了上面那個問題。

 

但是,其實我很懶得回答這種背後要解釋一堆落落長的理論的東西,

我問他說:「Brain POP 沒有講 Bernoulli ㄇ?」

猴子說沒有。我去找了看,的確沒有。 哀嘆一口氣,只好自己講。

 

從 Brain POP 講 Fight 的影片開始,給猴子導讀,飛機可以往上飛升的原理。

首先,看到飛機本身的力學狀態,如下。

我們把飛機機體所受到的力簡單分為以上四種力,而我們所要探討的就是 lift ,

也就是讓飛機往上升的力量。

飛機所產生的上升力量是由下面圖中機翼形狀所造成的。

一般飛機機翼的剖面如下,是做成一個上圓下扁的梭狀。

這種梭狀的機翼之所以能夠產生往上的力量,就是白努力定律的應用。

當空氣同時通過機翼上下方時,因為上方的空氣通過的路徑較長,所以速度必須比下方的空氣來的快,

根據白努力定律,

我們將 y1, y2 ( 氣體的高度) 視為相等

( P.S. 因為在飛機的例子裡面,機翼上下方的高度差不大)。

則:

其中 V1, V2 為氣體的速度,則氣體的壓力差會正比於氣體流速的平方差。

=> 上下方的氣體流速相差越大,則雙方的壓力差就越大。

=> 上方氣體的力往下,速度大 -> 往下的力較小。

=> 下方氣體的力往上,速度小 -> 往上的力較大。

=> 所以上下方合力是往上的。

 

這就是為什麼飛機的機翼要設計成這種奇特的梭狀。

 

各位大嬸,這樣有沒有很簡單啊!!!!

 

至於說白努力方程式是怎麼推導出來的呢?

我最喜歡物理的地方就在於,

幾乎所有古典力學定律的推導都可以從牛頓定律中發揚光大而來,

這真是太漂亮了啊!!!!

 

以下是白努力方程式的推導過程,是從別的網站上摘下來的,

因為大嬸我離開學校太久已經給他還給老師了。

請參考此連結:http://blog.yam.com/teacup123123/article/11707728

 

P.S. 高中普物課本不知道有沒有這段導證,應該有ㄅ。

 

啊如果看到導證有頭暈感覺的,來,請往下看。

 

看物理原理推導最重要的一個原則,跟走吊橋是一樣的,那就是,不要自己嚇自己。

誰都知道走吊橋的時候除非橋斷掉否則人是不會掉下去的,

可是我們在走的時候還是會忍不住批批錯。

但是走完一整座橋,還是整叢人好好,純粹自己把自己嚇死。

 

看物理推導也是同理。

首先,先不要被那些長相稀奇古怪的科學符號嚇到,他們學問很不大的,只是代號而已。

如果你喜歡,可以把他們換成蘋果。

由上圖,白努力定律的推導的最原始起點其實是能量守恆定律。

也就是,沒有外力來源的情況下,不同位置和速度的流體的動能和位能的總合必須相等。

能量守恆這句詞應該很熟悉吧,不太嚇人吧!!

能量守恆翻成白話文的意思就是,如果你的口袋沒有破洞的話,

你的口袋裡的錢,和你菜籃裡買的菜的價值的總合,應該是不會改變的。

你掏了十塊錢買豆腐,口袋裡的錢少了十元,但是那十元會變成豆腐跑到你的菜籃裡,

所以你的口袋加菜籃的總值是不會改變的。

這樣,物裡有沒有很平易近人啊?

 

既然大家已經同意了能量守恆,我們來看看流體的能量守恆要如何表達。

能量 = 動能 + 位能

這件事情大家應該也同意吧!!

但是流體要如何計算它的動能和位能呢?

一顆球球的動能 = 1/2 mv^2

這沒有問題齁!!

一顆球球的位能 = mgh

這也沒有問題齁!!

但是那流體呢?流體又沒有一顆一顆一個一個的,那要如何計算捏?

 

講到這裡大嬸打字打得手很痠了,要來休息一下下!!

有空再打。

 

先把算式貼一貼好了。

 

 

 

 

 

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