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. Видео запис 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

Дилатација времена

Следи видео приказ Ајнштајновог мисаоног експеримента. Светлосни сигнал простире се као плафону возила, где је постављено огледало. Први догађај је слање сигнала, а други догађај је пријем сигнала након што се одбио од огледала. Посматрач изван возила уочава два догађаја на други начин: путања сигнала ће у односу на њега бити једнакокраки троугао:

Да ли су два временска интервала једнака? Искуство нам даје потврдан одговор, али разлика ће бити присутна ако се возило креће релативистичком брзином. Може се доказати да ће временски интервал у односу на путника бити краћи - проистиче да часовник покретног посматрача спорије откуцава време.  Било би погрешно прихвати чињеницу да ће покретни часовник увек спорије откуцавати време. То не мора да буде тако. Временски интервал између два догађаја је најкраћи за оног посматрача у односу на кога се оба догађаја дешавају на истом месту. У близи масивног тела време спорије протиче. Ако галаксију схватимо као компактну масу и ту слику проширимо на …

Референтни систем

Анимација приказује слободан пад лопте на броду који се креће. О тој појави је размишљао изопштени свештеник Ђордано Бруно. Наслутио је да путања лопте неће бити иста у односу на посматраче на броду и копну. Истакнути историчар развоја физике Милорад Млађеновић цитира један Брунов запис: „Замислимо два човека, једног на броду у покрету, а другог изван њега. Нека обојица имају руку у истој тачки ваздуха и нека са тог истог места истовремено сваки испусти по један камен. Камен првог, не скрећући са (вертикалне) линије пашће на одређено место, док ће камен другога бити померен уназад.” 
Ако се појава посматра у односу на обалу мора као референтни систем, путања поприма изглед хоризонталног хица. Опажајући исту појаву на броду, а то је приказано у другом делу анимације, путања је попут слободног пада. Разлика је присутна, јер се камера у другом делу анимације креће заједно са бродом те поседује брзину својствену броду, док је у првом делу анимације била непокретна у односу на брод:

Електрична струја у води и ваздуху

Ако стојим до колена у води, да ли ће струја прво стићи до мене кроз ваздух или воду? Први део одговора односи се на чињеницу да је ваздух одличан изолатор према протицању електричне струје. Проводљивост воде је условљена присуством примеса. Слана вода поседује добру проводљивост, питка вода је знатно слабији проводник док је дестилована вода лош проводник, али ипак поседује нижу специфичну отпорност од ваздуха. Према томе, под нормалним условима, електрична струја не би могла да се простире кроз ваздух па је вода једина средина погодна за проток електричне струје.

Други део одговора односи се на то када услови нису уобичајени. Ту мислим на појаву муње. Да би се испољила, неопходно је да се између доњег дела облака и површине тла формира јако електрично поље тако да непроводни ваздух буде у стању плазме. То значи да су присутни молекули ваздуха у великој мери јонизовани под утицајем електричног поља. Поменуто поље врши убрзавање наелектрисања ка електричним потенцијалима супротног зна…

Дифракција таласа

Франческо Грималди је био језуитски свештеник и професор на Унивезитету у Болоњи. У XVII веку изводи експерименте са светлошћу која пролази кроз отвор на капку прозора. Затим је у правцу простирања зрака поставио непровидни објекат и вршио осматрање сенке. Уочио је већу ширину од очекиване, као и присуство боја на крајевима сенке. Грималди је закључио да је приказ последица тога што се светлост не простире праволинијски и појави даје назив дифракција. Наставак истраживања ове појаве од стране других научника је била испуњена недоумицама о природи светлости. Полазећи од Хајгенсовог тумачења простирања таласа, инжењер Огистен Френел и лекар Томас Јанг су пружили потпуно тумачење појаве дифракције. Дифракција је присутна код механичкихи електромагнетних таласа. Запис је направљен у контексту поглавља прве врсте поменутих таласа. Оба дела записа приказују дифракцију таласа када су отвори различитих величина и зато је величина савијања таласног фронта различита. Поменути таласни фронтови …