实验报告3伯努利悬浮球.doc
《实验报告3伯努利悬浮球.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验报告3伯努利悬浮球.doc(2页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
伯努利悬浮球实验报告
一、实验目的:
定性观察流体的伯努力原理的实例,理解伯努力原理,了解伯努力原理的应用。
利用伯努利方程分析出:
流速高处压强低,流速低处压强高。
分析了伯努利悬浮球实验现象的产生原理,即伯努利原理。
例举了一些与伯努利悬浮球现象相似的实验及现象。
二、实验器材:
三、实验原理:
伯努利方程:
理想正压流体在有势彻体力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。
因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。
对于重力场中的不可压缩均质流体,方程为:
式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为铅垂高度;g为重力加速度。
上式各项分别表示单位体积流体的压力能p、重力势能ρgz和动能(1/2)*ρv^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。
但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。
对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv^2=常量(p0),各项分别称为静压、动压和总压。
显然,流动中速度增大,压强就减小;速度减小,压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。
伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。
由伯努利方程可以看出,流速高处压力低,流速低处压力高。
四、实验步骤:
1、打开伯努利悬浮球演示仪箱体上的电源开关,用手感觉一下喇叭向外喷
出的气流。
2、托起气球靠近喇叭中心,至某一位置时气球被吸住。
3、关闭电源,气球落下。
五、现象解释:
据伯努利原理,单位质量的流体的动能(流速头)、势能(位置头)和压力能(压力头)的和在同一流线上为一定值。
流体的流速大处,其压强小,流速小时,其压强大。
由此可知:
当球体靠近喷口时,由于喷流从球体上向下喷出,就造成球体上方的压力低于下方的大气压力,由于两者之间的压差大于球体的重量,球体就被压在(托举在)喷口下方不被吹离。
六、在生活中的现象:
两艘船在静水里并排航行着,或者是并排地停在流动着的水里。
两艘船之间的水面比较窄时,所以这里的水的流速就比两船外侧的水的流速高,压力比两船外侧的小。
结果这两艘船就会被围着船的压力比较高的水挤在一起。
海员们都很知道两艘并排驶着的船会互相强烈地吸引。
图四:
两艘平行前进的船,好像要相互吸引
如果两艘船并排前进,而其中一艘稍微落后,像图五所画的那样,那情况就会更加严重。
使两艘船接近的两个力F和F,会使船身转向,并且船B转向船A的力更大。
在这种情况下,撞船是免不了的,因为舵已经来不及改变船的方向。
这就是在生活应用中伯努利公式的体现。
图五:
两艘船前进时会转头相撞