Qu'est-ce qui se passe quand l'air est soufflé sur une boule suspendue?

May 13

Qu'est-ce qui se passe quand l'air est soufflé sur une boule suspendue?


Une boule suspendue serait soumis aux lois de la dynamique des fluides. Lorsque vous soufflez dans le haut de la balle, vous créez une zone de basse pression. Si la force de gradient de pression généré par le flux d'air sur la balle a dépassé le poids de la balle, il se levait. Courant d'air est un fluide dans ce contexte.

Principe de Bernoulli

le principe de Bernoulli a trait à la conservation de l'énergie dans les systèmes de fluides circulant. Ce principe stipule qu'une relation inverse existe entre la pression d'un fluide et sa vitesse. Cela signifie que lorsque l'énergie cinétique d'un fluide (vitesse) augmente, l'énergie potentielle du fluide (pression) doit diminuer, en conservant ainsi la quantité d'énergie disponible dans le système.

Gradient de pression de travail

Les variations de la pression de fluide crée une force, dite force du gradient de pression (PGF). Cette force est un vecteur, ayant à la fois une composante directionnelle et une amplitude. La direction de la FGP est toujours dirigée par la pression plus élevée vers une pression plus basse. L'ampleur de cette force est directement proportionnelle au gradient de pression, la différence de pressions sur la distance.

Fluid Flow Symétrique

Un flux symétrique de fluide autour d'un objet va produire des vitesses de fluide égales et, par conséquent, des pressions égales. Parce que les pressions d'air sont égaux autour de l'objet, il restera stable en termes de ses plans verticaux et horizontaux. Toutefois, cela ne signifie pas l'objet ne serait pas l'expérience de glisser comme il a rencontré le flux. À moins que l'objet a été fixé en place ou produit une poussée égale à la force de cette traînée, l'objet serait forcé vers l'arrière dans une direction parallèle à l'écoulement.

Fluid Flow Asymétrique

Si l'écoulement de fluide est asymétrique, la vitesse du fluide autour de l'objet varierait. Ces différences de vitesse produiraient des différences de pression autour de l'objet. Lorsque la vitesse du fluide est plus élevée, la pression serait plus faible. Lorsque la vitesse du fluide est plus faible, la pression serait plus élevé. Cela produirait une instabilité dans l'objet, l'amenant à se déplacer vers la zone de basse pression. (Voir référence 1)

Airfoil Exemple

Un exemple d'écoulement du fluide asymétrique est une surface portante, la forme de l'aile d'un avion. Parce que la surface supérieure est courbe, l'air circulant sur la surface supérieure de l'aile est nécessaire pour voyager plus loin dans le même laps de temps que l'air circulant sous l'aile. Parce que le taux est égal à la distance toujours divisé par le temps, le résultat est une augmentation de la vitesse (vitesse) de l'écoulement d'air supérieur. Cette augmentation de la vitesse va produire une diminution correspondante de la pression, créant un ascenseur.

boule suspendue

Contrairement à la forme asymétrique d'une aile, une boule suspendue ne produira pas naturellement un flux asymétrique de l'air autour de lui. Les variations de pression ne seraient pas produites, et la balle resteraient stables. Cependant, en soufflant directement sur la balle, la symétrie de l'écoulement d'air est artificiellement modifiée. Air va maintenant circuler plus rapidement sur le dessus de la balle, la production d'une diminution de la pression de l'air. Dans ce cas, la balle passerait verticalement si le montant de la portance créée par la force de gradient de pression a dépassé le poids de la balle.