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如何向孩子解釋「為什麽飛機能飛上天」?

2021-11-20親子

解釋飛機升力原理時大部份人都會引入「白努利定理」。

該定理指出「流體中的壓力與流速成正比」,該定理通常用於解釋管道中流體的壓力變化,但並不適用於解釋飛機機翼的升力。實際上機翼表面流速和壓力存在復雜的相互作用,白努利方程式沒有錯,但用來解釋飛機升力卻是個誤導。

對於孩子,我建議用牛頓力學定律來解釋機翼升力:

首先解釋空氣阻力也就是風阻,風阻與速度平方成正比。

就是速度慢了可以感覺不到風阻,但風阻不是速度增加一點,風阻就增加一點,而是指數級的增長。一旦運動物體的速度到達某個值,通常所說的v1,阻力就會大的驚人,就可以產生相當於舉起幾十噸物體的阻力。

飛機就是靠傾斜機翼,使風阻作用於機翼下表面,機翼上表面沒有風阻作用力,就形成了上下面的壓力差,就產生了升力,對就像風箏。

其實我覺得啊,孩子很容易理解升力,都放過風箏。但他們不理解為什麽升力會那麽大,大到可以舉起幾十噸重的飛機。這裏關鍵是讓孩子理解升力與速度的平方成正比的關系,所以速度是關鍵。