在日常生活中,我們經常會遇到一些看似平常卻又充滿科學原理的現象。今天,就讓我們一起來探索一些有趣的知識,揭開它們背後的科學面紗。
首先我們先來做一個小實驗:我們拿著兩張紙,往兩張紙中間吹氣,猜一猜這兩張紙會向外飄去還是會被擠壓在了一起?
對,這兩張會被一中神奇的力量擠壓在一起。因為兩張紙中間的空氣被我們吹得流動的速度快,壓力就小,而兩張紙外面的空氣沒有流動,壓力就大,所以外面力量大的空氣就把兩張紙“壓”在了一起。這就是神奇的“伯努利定律”
在一個流體系統,比如氣流、水流中,流速越快,流體産生的壓力就越小,這就是被稱為"流體力學之父"的丹尼爾·伯努利1738年發現的“伯努利定律”。這種現象在我們生活中也是隨處可見的。
一、高鐵、地鐵站臺的安全線
在高鐵、地鐵站臺上都劃有黃色安全線。這是因為列車高速駛來時,靠近列車車廂的空氣被帶動而快速運動起來,壓強就減小,站臺上的旅客若離列車過近,旅客身體前後會出現明顯的壓強差,身體後面較大的壓力將把旅客推向列車而受到傷害。所以,在大貨車、大巴飛速而來時,你絕對不可以站在離道路很近的地方,因為疾駛而過的汽車對站在它旁邊的人有一股很大的吸引力。
二、颳風掀翻屋頂
當颳風時,屋面上的空氣流動得很快,而屋面下的空氣幾乎是不流動的。根據“伯努利定律”,這時屋面下空氣的壓力大於屋面上的氣壓。要是風越刮越大,則屋面上下的壓力差也越來越大,就會掀翻屋頂。
三、颱風壓垮大橋
颱風吹垮大橋也是“伯努利定律”的作用:颱風經過大橋,會從橋面上和橋洞裏吹過。由於橋洞相對於橋面比較小,所以風經過的時候,風速比較快,壓強較小,而橋面上的風速比較慢,壓強較大。這樣,就産生了壓強差。橋梁如果承受不了這樣的壓力,就會被壓垮塌。
四、噴霧器的製作原理
噴霧器是利用流速大、壓強小的原理製成的。
讓空氣從小孔迅速流出,小孔附近的壓強小,容器裏液面上的空氣壓強大,液體就沿小孔下邊的細管升上來,從細管的上口流出後,液體受到空氣流的衝擊,被噴成霧狀。
五、翼型升力
飛機能夠飛上天因為機翼受到向上的升力。飛機機翼的上表面是流暢的曲面,下表面則是平面。這樣,機翼上表面的氣流速度就大於下表面的氣流速度,所以機翼下方氣流産生的壓力就大於上方氣流的壓力,這個壓力産生的力量是巨大的,空氣能夠托起沉重的飛機。
六、有趣科學小實驗
1、“永不掉落”的乒乓球
實驗器材:
普通家用電吹風、乒乓球
實驗步驟:
(1)將乒乓球放在電吹風機的上方使之對著乒乓球吹風,看乒乓球會怎麼樣?會不會掉下來?
(2)將吹風機左右移動或左右前後傾斜甚至轉圈,看乒乓球又會怎麼樣啊?
實驗現象:乒乓球都不會往下掉,而且還能在空中飛舞、跟著旋轉甚至跟著傾斜呢。
實驗原理:流動速度快的空氣,它周圍的壓強會比流速慢的空氣壓強小。
2、漏斗吸乒乓球
實驗器材:一個套有塑膠管的玻璃漏斗、一個乒乓球。
實驗步驟:
(1)玻璃漏斗的大口向上方;
(2)把乒乓球放在玻璃漏斗裏;
(3)口含玻璃漏斗下部的塑膠管使勁吹氣,氣吹得越大、越久、越
好,觀察乒乓球會被吹出去嗎?
(4)一邊使勁吹,一邊把玻璃漏斗傾斜過來,看乒乓球會不會被吹出去?
(5)把玻璃漏斗再傾斜些!斜些!再斜些!看能斜到什麼程度乒乓球還不會掉出來。
實驗現象:乒乓球不會掉出來。
實驗原理:在這實驗中當我們用嘴向漏斗吹氣時,空氣經過漏斗與乒乓球交界處的間歇很小,氣流速度較快,氣壓就變小;而乒乓球外部的氣壓較大。於是就把乒乓球緊緊壓住,乒乓球就會像被漏斗吸住了一樣怎麼也不會掉下來。
3、:小小噴霧器
實驗器材:玻璃杯一個、吸管一支、剪刀
實驗步驟:
(1)將吸管剪成兩段,其中一段吸管的長度要比杯子稍長一些。
(2)玻璃杯中裝滿水,將比杯子長些的吸管放入杯中。
(3)另一根吸管水準放置,靠攏豎放的吸管,並且讓吸管如圖中虛線位置放置。
(4)用嘴巴含住水準吸管,並通過水準吸管用力吹氣,觀察所發生的現象。
實驗現象:水從低處的杯子上升到了高處的吸管口並被噴了出去,而且變成了水霧。
實驗原理:當用力吹氣的時候,豎直吸管口的空氣流動非常快,於是它比杯子中水面上的空氣壓強要小,這樣杯子中水面上的空氣就會把杯子裏的水壓到豎直吸管口,而管口的水受到你吹過來的氣流影響,就變成了霧一樣的液珠了。
生活中的科學無處不在,它像一位無所不知、無所不曉的隱形老師,引領我們探索這個世界的奧秘。了解生活中的科學,我們可以更好地理解這個世界,更好地享受生活。讓我們一起擁抱科學,讓生活更加美好!
作者:運城市明遠小學科學教師 張芋