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.
Ознаке:

Коментари

Постави коментар

Популарни чланци

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…
Постави коментар
Прикажи све

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…
Постави коментар
Прикажи све

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:
Постави коментар
Прикажи све

Средња и тренутна брзина

Сумњам да просечни петнаестогодишњак може да разуме концепт тренутне брзине на начин представљен у нашим уџбеницима. Исто тако не верујем да ће ова симулација нешто битно променити у том смислу. Можда буде од користи на крају школовања у гимназији, када се буду спремали за завршни испит и упис на факултет. Пропуштена је прилика да писци програма за гимназију, ко год да су, прилагоде програм физике, посебно механике, узрасту ђака.  Циљ симулације је да се успостави веза између средње и тренутне брзине путем графика. Корисник је у могућности да помера клизач - да одабере интервал независно променљиве - и да путем приказаних вредности зависно и независно променљиве израчуна вредности средње брзине. Вероватно ће уочити некакву правилност када буде упоредио неколико израчунатих вредности.

geogebra.org/m/b9ch5hzz Однос сечице и тангенте је лако уочити померањем клизача, тако да се симулација може употребити при изучавању брзине као првог извода положаја.
Постави коментар
Прикажи све