Как бы вы объяснили Бернулли девятилетнему?

Вопросы / ответыКак бы вы объяснили Бернулли девятилетнему?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 4 месяца назад

Это вопрос авиационных принципов, исходящий от моей девятилетней дочери, с которой мне нужна помощь. Я объяснял ей принцип полета и тот факт, что вам нужен воздушный поток под крылом, чтобы создать лифт, и именно поэтому самолет в крутом подъеме остановится и т. д. Поэтому она сказала, почему бы не иметь два больших вентилятора, которые выдувают воздух через крылья (мы не говорим о пропеллерах здесь, а скорее внешний вентилятор для создания воздушного потока), поэтому всегда есть непрерывный поток воздуха!!!! Я не уверен точно, как ответить на этот вопрос. Лучшее объяснение, которое я мог придумать, чтобы дать ей, было так же, как парусная лодка не может плавать, просто поместив большой вентилятор на лодке…..но я не думаю, что она была убеждена.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

На самом деле airboat-это своего рода парусник с большим вентилятором. (Ну, технически парусов тоже нет, но эй.) Самолет может летать только с большим вентилятором тоже, но это называется вертолет .

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Что-то очень похожее на это на самом деле используется в реальной жизни: проверить выдувные закрылки .

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

См. также: aviation.stackexchange.com/questions/466/…

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Хотя вопрос хороший, он имеет очень мало общего с принципом Бернулли.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Также обратите внимание, что парусник может двигаться, поместив на него большой вентилятор и дует на парус. Воздушный поток от вентилятора отскакивает от паруса и создает тягу, так же, как если бы вы повернули вентилятор назад. Это не очень эффективно, но работает. (У Mythbusters тоже есть эпизод, если вы хотите увидеть его в действии)

7 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Это работает, но это только крылья. Для управляемого полета нам понадобятся два больших вентилятора для крыльев (по одному для каждого), два меньших вентилятора для лифтов и еще один для руля.

Так что это 5 вентиляторов для каждого самолета.

Концепция управляемого полета может быть продемонстрирована путем подвешивания двух струн к любой модели самолета (рекомендуется пластиковые, модели самолетов останавливаются, как настоящие самолеты…). Если мы хотим сделать шаг вверх или вниз, нам понадобится не менее 3 строк.

Другим следствием того, что вентиляторы выдувают воздух назад через крыло, из-за действия и реакции, есть тяга, толкающая самолет вперед. Это не плохо, самолеты предназначены для движения вперед, чтобы добраться от A до B, а не создавать лифт вертикально, а затем располагаться точно там, где он начался.

Таким образом, 5-вентиляторный самолет будет двигаться вперед в любом случае. Инженеры выяснили, что лучше иметь один вентилятор, называемый «пропеллером», в носовой части самолета вместо 5.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Принцип Бернулли, вероятно, не является лучшей отправной точкой для объяснения генерации лифтов, особенно если вы сначала не объясните происхождение эффекта Бернулли! Наивные призывы Бернулли привели к ряду неправильных «объяснений», которые довольно широко распространены, таких как идея, что воздух течет быстрее по верхней поверхности крыла, потому что он более изогнут, чем нижний, и, таким образом, создает более длинный путь. Если бы это объяснение было правильным, бумажные самолетики и перевернутый полет были бы невозможны.

Принцип Бернулли является следствием ньютоновских законов движения, применяемых к течению несжимаемой жидкости. Чтобы объяснить подъем, вы можете начать с прямого вызова Ньютона, наблюдая, что подъем-это реакция на ускорение крыла вниз воздушного потока вокруг него. Бернулли входит в картину, когда вы приступаете к вычислению изменений давления и скорости в этом воздушном потоке.

С этой точки зрения мы можем видеть, что при продувке воздуха над крылом будет создаваться некоторый подъем, так как крыло отклонит хотя бы часть этого потока воздуха вниз, вы получите больше подъема, направив вентилятор прямо вниз. Это, конечно, то, что делает вертолет, и для этого требуется много энергии, поэтому дует крыло, будучи менее эффективным способом создания лифта, потребует еще большего. Если вместо этого вы используете вентилятор в качестве пропеллера, вам нужно только создать достаточную тягу, чтобы противостоять сопротивлению, которое может быть всего лишь 1/50 подъема.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Отличный ответ, но я не думаю, что 9-летний поймет это…

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

@Дэнни: вы могли бы пойти с «Да, это создаст лифт, но это не самый эффективный способ сделать это, и потребуется много энергии, чтобы получить в воздухе — больше, чем вертолет того же веса.»

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Один момент, который я не включил изначально, заключается в том, что этот механизм будет производить много тяги в качестве побочного эффекта. Это затруднило бы посадку.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

@Дэнни: я должен был добавить, что этот конкретный 9-летний кажется довольно острым.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Дуйте поверх листка бумаги, и он поднимется вверх. Он поднимается по тем же причинам, что и крыло.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

…который не имеет никакого нисходящего ускорения воздуха вообще…?!?

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Конечно, бумага вызывает ускорение воздуха вниз. Как микробы, просто потому, что вы не можете видеть, это не значит, что его нет.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Поездка по автостраде. Скажи ей, чтобы высунула руку в окно и притворилась, что это крыло самолета. Это будет отличная точка отсчета для объяснения того, как, когда воздух течет через ее руку, он создает области высокого и низкого давления, что вызывает подъем.

Чтобы объяснить ей высокое и низкое давление (а это целая банка червей), выпускайте воздух из велосипедной шины. Также открытие банки соды поможет.

Также похоже, что вам нужно объяснить законы Ньютона (или, по крайней мере, третий). Есть бесчисленное множество примеров этого в повседневной жизни. Вы ходите по земле, Земля поддерживает вас и т. д. и т. д…

Все учатся по-разному. Лично я сторонник обучения путем экспериментов, проб и ошибок. Попробуйте найти новые способы, чтобы позволить ей выяснить концепции физики самостоятельно с помощью экспериментов, а затем обеспечить академическое понимание.

Механика ветра, подъема, потока и жидкости-очень широкие понятия, которые требуют упрощения в течение многих лет в процессе обучения. Вот что такое обучение, процесс. Начните с малого, стройте постепенно, и вы увидите результаты быстрее, чем вы думаете.

Опыт: я был студентом большую часть своей жизни, поэтому я много знаю о том, что много не знаю.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Что касается аэродинамических профилей, руки/руки в значительной степени симметричны, поэтому, хотя будут изменения давления из-за принципа Бернулли, он будет симметричным, и лифт не будет генерироваться (из-за принципа Бернулли, угол вашей руки и все равно будет лифт). Хотя высовывание руки из движущегося автомобиля отлично подходит для объяснения киосков, это не так здорово для объяснения принципа Бернулли.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

О, мой плохой. Вопрос не в Бернулли.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

с небольшим количеством навыков оригами и некоторым клеем вы можете сделать небольшой аэродинамический профиль, который вы можете использовать для демонстрации

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

ИИК! Я бы не советовал высовывать конечности из окна.

flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Ну, технически это все еще принцип Бернуллиса, это просто не эффективный аэродинамический профиль

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 4 месяца назад

Хотя довольно запоздалый, для вопроса ОП: Толчок крыла вниз по воздуху под ним-хорошее начало. Нажатие на какую-то кучу воздуха заставляет крыло подталкиваться вверх. Это Ньютон №3 и то, что я называю естественным явлением «парных сил».

Я использую пример отталкивания от лодки, чтобы прыгнуть в док. Лодка тогда уходит. Вы даже можете говорить о загрузке лодки с большей массой, чтобы уменьшить ее движение, чтобы избежать падения (как показано на многих «смешных» видео). Чем больше масса (лодки или воздуха), которая толкается, тем меньше она должна ускоряться. Наблюдая за тестами и делая некоторые расчеты, вы можете увидеть, что эта масса воздуха ускоряется примерно до 30 футов в секунду для большого авиалайнера. (F=MA)

Вы также можете упомянуть вертолет downwash, обычный пропеллер propwash, или реактивный двигатель jet blast для примеров «нажать на что-то и получить толкнул в другую сторону» Ньютона #3. Объяснение давления и градиентов давления вокруг крыла для достижения этой цели становится более длительным, чем 9-летний, вероятно, нуждается.

Однако, научные работники открыли что воздух двигая над верхней частью должен изогнуть вокруг и следовать что верхняя поверхность и это (опущенные детали) также причиняет больше воздуха быть нажатым вниз и добавляет к подъему. Подробное объяснение того, почему возникает эффект верхней поверхности, становится более сложным, и его необходимо хорошо понять, прежде чем пытаться объяснить его и только при необходимости. («Более длинный путь»не ускоряет его. Это связано с ускорением воздуха вокруг кривой) студент может принять, что есть больше, что они не поймут, и могут быть удовлетворены частичным, но правильным объяснением.

Я не уверен, куда идет эта часть восхождения, но всегда важно относительное движение крыла по воздуху (называемое «относительным ветром»), а не Угол подъема. Я считаю, что вы ссылаетесь на «угол атаки» (AOA). Это-угол, который крыло делает, поскольку это встречает относительный ветер. Если нос направлен вверх, но летит более или менее ровно, это происходит потому, что требуется больший подъем, обычно на низкой скорости, когда скорость полета, и поэтому подъем ниже. В какой-то момент, когда угол крыла указывает слишком далеко, плавный поток воздуха над вершиной становится турбулентным. Он закручивается вокруг вместо того, чтобы плавно следовать за крылом, и это разрушает этот верхний поток и большую часть лифта. Это называется «стойло». Это является доказательством того, что это не оправдывает нижнюю поверхность, которая производит подъем, в противном случае потеря плавного потока над верхней будет «не волнует».

Кроме того, вентилятор над крылом на самом деле хорошая идея. Это использует то, что называется эффектом Коанды и используется на самолетах. Первым, о ком я узнал в юности, был F-104 с крошечными крыльями. Чтобы снизить посадочную скорость (и фактически сделать ее пригодной для посадки — ни двигателя, ни земли), они направили некоторое количество воздуха для взрыва двигателя через тщательно разработанные щели над крылом. Он назывался «управление пограничным слоем».

Пожалуйста, все читатели, посмотрите эти авторитетные источники. Они обсуждают подъем, и вы должны быть в состоянии адаптировать их части и упростить по мере необходимости.

Питер Истуэлл Бернулли?
http://www.scienceeducationreview.com/open_access/eastwell-bernoulli.pdf Как учителю, ему не нравилось то, что он читал и исследовал, чтобы найти истину.

Weltner в PDF — » неверное толкование закона Бернулли»

http://user.uni-frankfurt.de/~weltner/Misinterpretations%20of%20Bernoullis%20Law%202011%20internet.pdf

Я бы опубликовал больше ссылок, но я ограничен. Google может их найти…

У проф. Babibski @ Cambridge есть видео на youtube, но вы должны получить его слайды из ссылок под видео. XWdNEGr53Gw

Его недостающие слайды docs.google.com
/file/d/0B0JABuFvb_G_MkpBZHJmRGo3UkU / редактировать?usp=совместное использование

У него также есть сопоставимая статья о ww3.eng называется » Старший планер / howwingswork.PDF»

Документ Anderson & Eberhardt AAPT: «ньютоновское описание подъемной силы крыла» — пересмотренный 2009: on comcast.net / ~clipper-108 / Lift_AAPT.pdf

gifday.com имеет большой анимированный GIF теста A380, что позволяет на самом деле увидеть downwash: 2012/02/A380.файл gif

— С Уважением, Challenger Learning Center Science/Технический СоветникСтив Н.