亲子时间:约3分钟
亲子指数:★★★★★
难度指数:★☆☆☆☆
推荐指数:★★★★★
适合年龄:≥3岁
01 有趣的现象
有一句"老话"说得好——天下武功,唯快不破!只要速度够快,就算是无形的空气也能产生强大的推力,摧城拔寨那都不是事儿。

剑影 / 图片源于网络
但是,你听说过"伯努利原理"吗?这个理论最早由瑞士科学家丹尼尔·伯努利提出,大体上就是说,对于理想流体(比如通常状态下的空气、水等),速度越快,压强越小。听上去貌似有些不合常理,那它是不是正确的呢?我们做一个小实验验证一下。
传播科学、敬畏科学。今天,太极熊家庭实验室给大家带来一个有趣的科学小实验"吹不跑的小球"。
02实验器材

1、塑料球一个;2、电吹风一个
03实验过程
1、一只手手持电吹风,出风口竖直朝上,另一只手捏着塑料球置于出风口上方,开启吹风机,松开乒乓球。塑料球既不会坠落,也不会被风吹走,而是悬浮于空中。


2、保持吹风机开启,将吹风机缓慢倾斜。塑料球将稍微偏离出风方向,但并不坠落,仍悬浮于空中。

04实验释疑
实验中我们看到,塑料球就像被一只无形的手抓住,束缚在吹风机吹出的气流周围,甚至能够克服重力,停留在空中。这只无形的手,就是由于气体流动时产生的"负压力",可以应用伯努利原理来解释。
吹风机吹出的空气在球的外面流动,如果你小心地把球放在合适的位置,空气会均匀地在两边流动。重力将球向下拉,而来自移动空气的压力使球向上。这意味着作用在球上的所有力都是平衡的,球在半空中悬浮。
当乒乓球偏离气流中心,由于靠近吹风机气流的一侧气体流速快,气压小,而另一侧气体速度较慢甚至是静止,气压就会较大。球周围快速移动的空气比周围静止的空气的压力要低。如果球试图离开气流,流速慢且压力更大的空气会把它推回去。所以,将吹风机缓慢倾斜,塑料球仍旧悬浮空中。
05 你知道吗?
为什么我们一般的感受是"速度快,风压大"(比如逆风而行),而伯努利原理却说"风速越快,压力越小"呢?
这就要需要了解下"气体压力"的产生原因了。以空气为例,其表面的压力主要是分子运动的结果,可以理解为是大量的气体分子撞击在某个接触面上,这些撞击力的总和就是我们测得的气体压力。当空气静止时,所有分子随机向各个方向运动,最终表现为各处压强基本相等。但是一旦流动起来形成风,那么在流动方向上气体分子的冲击概率增大,撞击力(动能)增加,表现为压力增加;但同时,气体分子向其他方向冲击的概率减小,所能够产生的撞击力也就相对减小,表现为压力减小,流动速度越大,减小的幅度也越大。
06 科学笔记
伯努利原理(Bernoulli's Principle):流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加。由瑞士科学家丹尼尔·伯努利于1976年最早提出。
07注意事项
由于本实验器材中会用到电器,请在家长全程陪伴下完成,以保证少儿人身安全及家庭财产安全。
免责申明:
1、实验及操作具有一定的危险性,请家长陪同孩子严格按照实验步骤依次操作,试验过程中发生的任何安全事故,与太极熊家庭实验室头条号及公众号无关。
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