Механика

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

№2. Задание 18

ID: 00045341

Закон Бернулли

Одним из важнейших законов в разделе физики, изучающем движение потоков жидкости или газа, является закон Бернулли.

Рассмотрим закон Бернулли на примере движения жидкости в трубе переменного сечения (рис. 1). В широких частях трубы жидкость должна течь медленнее, чем в узких, так как количество жидкости, протекающей за одинаковые промежутки времени, одинаково для всех сечений трубы. Давление же внутри жидкости, которое измеряется с помощью манометрических трубок, ведёт себя противоположным образом: давление жидкости больше там, где скорость движения жидкости меньше, и наоборот. Эта зависимость между скоростью жидкости и её давлением известна в физике как закон Бернулли.

Закон Бернулли позволяет объяснить возникновение подъёмной силы крыла самолета — силы, поднимающей самолёт в воздух. Установим крыло под углом к потоку (рис. 2). Скорость движения воздушного потока над верхней поверхностью крыла становится больше скорости под нижней поверхностью. Соответственно, давление воздуха на верхнюю поверхность крыла будет меньше, чем давление на нижнюю поверхность. Из-за разницы давлений возникает подъёмная сила крыла самолёта.

Между двумя воздушными шариками, подвешенными на нитях на некотором расстоянии друг от друга, с помощью фена продувают воздух. Что при этом происходит с шариками (шарики притягиваются или отталкиваются)? Ответ поясните.

Источник: Сборник Камзеевой 2026

Решение

Что тут происходит. Два лёгких шарика висят рядом на нитях, а феном дуют в узкий промежуток между ними. Вопрос: разлетятся шарики или сблизятся. Интуиция подсказывает «струя их раздвинет», но физика здесь хитрее — ответ даёт закон Бернулли из текста.

Шаг 1 — правило из текста. Закон Бернулли: в потоке давление больше там, где скорость меньше, и меньше там, где скорость больше.

Шаг 2 — где воздух быстрее. В промежутке между шариками воздух от фена мчится с большой скоростью. Снаружи, с внешних сторон шариков, воздух почти неподвижен.

Шаг 3 — сравниваем давления. Значит, в промежутке давление воздуха меньше, чем снаружи. На каждый шарик со стороны промежутка воздух давит слабее, а с внешней стороны — сильнее (там обычное атмосферное давление).

Шаг 4 — вывод. Разность давлений создаёт силу, направленную от большего давления к меньшему, то есть с внешней стороны внутрь, к промежутку. Каждый шарик толкается к соседу — шарики притягиваются (сближаются). Важно: воздух их не «тянет», он может только давить; сближает их избыток давления снаружи.

Проверим себя. Так же устроена подъёмная сила крыла из текста: над крылом воздух быстрее, давление меньше, и крыло выталкивается туда, где давление ниже. А если подуть между двумя свисающими листами бумаги, они тоже сблизятся.

Ответ

Шарики притягиваются: между ними скорость воздуха больше, давление по закону Бернулли меньше, и наружное давление прижимает шарики друг к другу.

Другие задания по теме «Механика» (8)