知活动 | 初探空气动力 了解奇妙的伯努利现象 |
(发表日期:2023-07-14) |
为拓宽社区青少年的知识层面,培养他们的科技兴趣和创新思维,日前,三林镇社区创新屋组织开展了“DIY空气动力机”科学小制作活动。本活动是由三林镇“科普中央厨房”配送上门的科普实践活动,活动让大家在家门口就能享受一场科普大餐,通过动手又动脑的活动形式增强了大家的科学实践能力,这就和我们一起去回顾下活动的精彩瞬间吧~
活动伊始,老师就引导小朋友们发现生活中的动力学现象,告诉大家,只要有空气流动,就会有气流现象,有空气的地方就存在空气动力学。并拓展出本次科普活动“空气动力机”隐藏的科学原理——“伯努利原理”,老师用孩子们能接受的语言介绍了“伯努利原理”,简单总结:流速大,压强小;流速小,压强大。
这么说大家可能不明所以,老师现场就通过一个小游戏来帮大家辅助理解。准备两张小纸条(可不是用来擦嘴的),是用来做小实验的——“放在嘴前,对两块平行放置的纸条进行吹气,它们会互相靠近?还是会互相分开呢?”小朋友们积极做出猜想,有的说是会分开,有的说会飞走,活动现场的气氛一下活跃了起来。到底会怎么样呢?小朋友们迫不及待地拿起纸条进行尝试,见证自己创造的、奇妙的伯努利现象。
什么是“伯努利原理”
在一个流体系统,比如气流,水流中,流体越快,流体产生的压力就越小,这就是被称为“流体力学之父”的丹尼尔伯努利1726年提出的“伯努利原理”。
伯努利效应适用于包括液体和气体在内的一切理想流体,根据其原理解释,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小;反之亦然。
伯努利原理在生活中的应用
伯努利现象在我们日常生活中是很常见的,最常见的则是“黄色等候限距线”的设置,无论是乘坐地铁还是高铁,在列车进站前都要求站在黄线以外。这是因为在列车高速行驶时,人与地铁之间的气流速会加快,压强就小。而人背后的流速慢,压强大。因此会形成一股强大的压力差,像有一只“无形的手”把你推向地铁,造成事故。喷雾器喷射、足球里的“香蕉球”、帆船航行其实都是伯努利原理的实际应用。
除了生活中常见的这些现象以外,“伯努利原理”在现代科技上也有应用。飞机的机翼就是根据伯努利原理设计的,是其载人飞行的奥秘所在。仔细观察你会发现,飞机的机翼截面大致呈流线型,机翼上翼面为圆拱形,下翼面较平直。飞机快速起飞时,空气相对飞机做向后运动,由于机翼上方气流流速比机翼下方流速快,所以机翼上方压强比机翼下方压强小,形成一个至下而上的压力差,给飞机一个向上的的升力,当流体的流速不断加快时,飞机向上的升力也在不断增加,超过飞机自身重力之后,飞机就能起飞了。
DIY环节
活动现场,老师通过演示及生动的讲解,进一步让孩子们明白了“空气动力机”让小球悬浮的原理:小球会悬浮起来,并不是魔术,而是因为马达带动扇叶高速旋转产生风,通过PVC管产生稳定的气流柱,小球就不容易左右移动,于是小球就悬浮在空中了。
在明白了这个原理后,孩子们迫不及待地打开材料包,在老师的指导下,按照安装步骤动手进行拼装。不一会儿,孩子们通过努力,一个个在空气动力机神秘力量托举下的悬浮球就“诞生”了,大家兴高采烈地拿着悬浮球互相检验各自的悬浮能力。
通过本次活动,激发了孩子们学习科学的兴趣,让孩子们在轻松愉悦的气氛中,发现生活中的科学,萌发探索研究的强烈愿望,为孩子们的成长垫下科学知识底蕴。让我们期待更多三林镇“科普中央厨房”配送上门的科普实践活动吧~
(来源:新格科普 / 简妮 选编)
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