伯努利原理(伯努利原理简单解释)

相信很多人都很困惑。一架比同体积重很多的飞机到底为什么能在空中飞行？这与我们每天知道的船舶在水中航行时的浮力并不一致。为什么？

其实这就是伯努利原理的作用，是瑞士科学家丹尼尔·伯努利在1726年提出的。其本质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。最著名的推论是:当流动高度相等时，流速大，但压力小。

伯努利原理用一个公式描述:p+1/2ρv2+ρgh=C，也叫伯努利方程。

公式中各物理量的含义如下:P为流体中某点的静压力，单位为Pa；v是流体在该点的流速，单位为米/秒；ρ为流体密度，单位为千克/米；g是重力加速度，单位为米/秒2；h是点的高度，单位为m；c是一个常数。根据伯努利方程的含义，公式也可以表示为P1+1/2ρv 12+ρGH1 = P2+1/2ρv 22+ρGH2，也就是说，流体中任意两点的总能量是相同的。

应该注意的是，由于伯努利方程是从机械能守恒导出的，所以它只适用于满足以下假设的理想流体:

1.稳定流动:在流动系统中，流体在任何一点的性质都不会随时间而改变。

2.不可压缩流:密度恒定，流体为气体时，适用于马赫数(m) < 0.3。

3.无摩擦流动:摩擦效应可以忽略，粘性效应可以忽略。

4.流体沿流线流动:流体元素沿流线流动，流线互不相交。

如果不能满足上述要求，得到的解只是一个近似值，推导过程如下图所示。

伯努利原理的最终结论可以归纳为两个结论，即:

1.在水平流动的流体中，速度高的地方压力低，水低的地方压力大。

2.在厚度不均匀的水平流管道中，根据连续性原理，管道薄部流速高，压力低；管道粗的地方，流量小，压力大。

伯努利原理作为水力学的一项重要发现，在流体力学中连续介质理论方程建立之前，就是水力学的基本原理，在实际生产中应用广泛。的常见应用如下:

1、翼型升力

飞机为什么能飞上天？这是由于机翼横截面的形状导致空气体在机翼周围的流线分布上下不对称，机翼上方的空气体距离远，速度快，压力低。下空气流线段流速慢，承受的压力大，所以飞机机翼有向上的支撑力。当飞机达到一定速度时，突然拉起机头，飞机就可以飞上蓝天了！

2.空吸力

当管道中的流量增加时，管道中的压力降低，就会对与之相连的流体产生吸力，如喷射器原理。日常的水泵和喷雾器都是伯努利原理的应用。当然，还有虹吸效应。很多人小时候都有过用管子把水桶里的水抽出来的经历。

虹吸作用

3.香蕉球

在足球比赛中，经常会听到香蕉球这个词。所谓香蕉球，其实就是它的轨迹是类似香蕉的弧形，它的效果是由球的旋转产生的，力量很大。

旋转球和不旋转球的飞行轨迹不同，是由于球周围的空气流不同造成的。球不水平向左移动时周围空空气的流线。球上下的流线对称，流速相同，上下没有压力差。考虑球的旋转。旋转轴穿过球的中心并与地面平行。球逆时针旋转。当小球旋转时，会带动周围的空气体随之旋转，直到小球下方的空气体速度增大，上方的速度减小。球下面的速度高，压力小，上面的速度低，压力大。与非旋转球相比，旋转球由于旋转受到向下的力，飞行轨迹向下弯曲。

4.船舶吸力效应

当两船平行运动时，随着船速的增大，两船之间的水流速增大，压力减小，外侧流速变慢，水压相对较大，左右舷形成压差，推动两船靠得更近，容易发生“撞船”事故，这都是伯努利原理造成的。

因此，两船平行航行时，应保持足够的横向距离，在超车过程中应放慢速度，防止碰撞。

5.文丘里流量计

文丘里流量计是一种测量流体压差的装置，由意大利物理学家G.B .文丘里发明，并以其命名。文丘里管是一种先收缩后逐渐膨胀的管道。测量入口段和最小段的压差，通过伯努利定理可以计算出流量。

伯努利原理虽然是在300年前提出的，但目前仍被广泛使用，在生活和工作中随处可见。多学点知识，多了解大自然的奥秘，不要再迷茫或者造神了。