Пређи на главни садржај

Бернулијева једначина

Данијел Бернули се бавио физиком, математиком, астрономијом, филозофијом и медицином. Како ли му је то полазило за руком? У физици је познат као истраживач својстава флуида. Применом закона одржања енергије проистиче да је за промену кинетичке и гравитационе потенцијалне енергије делића флуида потребно да постоји рад извора енергије, који се испољава путем разлике у статичким притисцима флуида. 
Облик Бернулијеве једначине у гимназијској физици подразумева флуид без трења између слојева, да није стишљив и не размењује топлоту са околином.



Постоји неколико занимљивих примера примене Бернулијеве једначине. Анимација приказује опструјавање авионског крила помоћу приказа струјних линија. Иако ваздушна струја у овом случају није идеалан флуид, могуће је приближити Бернулијево откриће младим нараштајима. 
Запажамо да се ваздушна струја цепа на предњој ивици. Део струје испод крила има једноставну путању, али путања делића изнад горњег дела је сложенија, јер је горња површина крила закривљена. Увећани притисак ваздушне струје изнад предње ивице крила приморава делиће да стекну велико убрзање дуж крила, тако да је брзина (и кинетичка енергија) флуида изнад крила већа од брзине испод крила. Ако узмемо у обзир да је промена гравитационе потенцијелне енергије делића занемарљиво мала, проистиче да на делу крила где се ваздушна струја креће већом кинетичком енергијом статички притисак има нижу вредност. Дакле, статички притисак има већу вредност испод крила, а разлика два статичка притиска ствара силу узгона која делује на крило - вертикално навише.

Због чега су крајеви крила авиона савијени?
На првој фотографији приказано је крило савијено на рубном делу:



Постоји неколико отпора који утичу на крило и тиме на кретање авиона, а један је индуктивни отпор. Бернулијева једначина пружа тумачење постојања неравнотеже притисака испод и изнад крила, тако да је испод крила већи статички притисак јер се ваздушна струја креће брже - односно поседује нижи динамички притисак. Ваздух испољава тежњу да се простире из дела где је притисак већи као области нижег притиска. Једним делом то може остварити преко рубног дела крила, што отежава кретање ваздухоплова и утиче на потрошњу горива. Савијени део то умањује, а и спречава појаву нежељених турбуленција ваздуха које се појављују након опструјавања крила.

Популарни чланци

Гасни термометар

Гасни термометар сачињава балон испуњен гасом и отворена цев у којој се налази жива. Ова направа може да пружи прецизније резултате мерења температуре у односу на термометре који садрже течни флуид.  Поступак мерења се састоји у томе да се инструмент прво калибрише, односно измере се притисци за познате вредности температура при којима се дешавају промене агрегатних стања неке супстанце. Затим се приступа цртању графика P(T) који ће послужити у поступку одређивања непознате температуре гаса. Симулација
Анимација приказује изглед апаратуре, на начин да је прилагођена ученицима у гимназији. Исто тако је приказано кретање молекула у балону, док загревање балона и померање живиног стуба није предмет овог записа.  Када се балон загреје, гас испољава ширење и тежи да потисне живин стуб. Да би запремина гаса остала стална врши се померање десног крака живиног стуба, тако да се ниво живе у левом краку не мења. Дакле, притисак гаса се увећава. Притисак гаса у балону P, атмосферски притисак Pa…

Ерстедов експеримент

Хеленски мислиоци уочили су да материјали који испољавају магнетна својствапривлаче предмете начињене од гвожђа. Било им је познато да је структура камена из Магнезије попут предмета начињених од гвожђа, а привлачно својство тумачили су постојањем извесног флуида који потиче из магнета. С обзиром да је експериментално истраживање у физици заживело тек при крају епохе ренесансе, тумачење магнетизма је протицало споро. Упечатљив пример за тако нешто представља вишевековно погрешно уверења да бели лук може извршити размагнетисавање игле компаса. Због тога је члановима посаде који су руковали том направом било забрањено да једу ову намирницу! Половином XIII века, војни инжењер Пјер д Марикур вршећи експерименте открива да магнет поседује два пола, при чему се полови појављују иако се магнет преполови, а магнетна игла компаса је усмерена у правцу „небеских полова”. Он појаву приписује утицају неба, а не присуству Земљиног магнетног поља. Покушао је и да направи вечити покретач тако што је…

Максвелова расподела брзина молекула

Полазећи од истраживања Рудолфа Клаузијуса, шкотски физичар Џејмс Максвел разрађује кинетичку теорију гасова математичким путем и долази до открића функционалног облика расподеле брзина молекула гасова. Молекули гасова се крећу брзинама различитих бројних вредности. Те вредности су прилично високе. На пример, на температуриод 200 C молекули ваздуха крећу се брзином у просеку око 1500 km/h. То је дупло више у односу на брзине путничких авиона. Садржај анимације Основу анимације чини балон испуњен топлим ваздухом: youtu.be/mwbk_dZMEQg
Први део односи се на расподелу брзина када ваздух није изложен пламену. На ординатној оси није прецизно наведена величина, јер је анимација намењена гимназијској популацији младих људи који похађају други разред и нису у могућности да детаљно упознају расподелу брзина молекула. Димензије молекула нису сразмерне стварној величини из разлога боље прегледности анимације. Оно што није приказано је другачији облик криве за различите гасове.  Други део приказа …