知乎上類似的回答有上千條了。
但大部份是錯的。
原因是絕大部份學校裏的老師被灌輸了錯誤的知識,然後又灌輸給下一代。
本來不想回答這個老生常談的問題,但為了不讓雲南彜良武內小學的李興富同學和其它同學被錯的知識誤導,只能再來回答一次。
雖然小朋友還不明白什麽是「白努利效應」,但大人應該知道:
「機翼上面比下面的路程更長」並不是飛機能飛上天的原因!
關於白努利效應讓飛機飛起來的錯誤說法:翼型產生升力,是因為它頂部彎曲,底部扁平。上表面弧度更大路程長,為了能和下表面的空氣同時到達尾部,所以速度更快,按照白努利效應,速度越快,壓強越小。因而此時飛機會有一個向上的升力合力,使得飛機可以離開地面,在空中飛行如果再有人提「機翼上表面路徑比下表面更長」,你就問他:如果是因為機翼上下路程差產生了升力,那為什麽飛機可以倒過來飛呢?
也解釋不了下面這樣的超臨界翼型的飛機,為了減阻,其下表面的長度實際上是比上表面還長的。
那如何和小朋友正確的解釋呢?
小朋友還無法理解攻角迎角、合力、機翼投影面積等一大堆術語。那怎麽辦?
雖然飛行是一門很復雜的學科,但也可以簡單的來解釋。先看下面的圖。在兩個滑板車上,兩個小朋友互相用力一推,會發生什麽?
對,他們會被推開,左邊的小朋友向左滑走,右邊的小朋友向右滑走。(牛頓第三定律)
如果小朋友很用力的推,那他們滑走的速度就會很快。如果輕輕的推,滑走的速度就會很慢。同樣的道理。如果你在一個小船上,向後很用力的扔出一個蘋果,那你和小船就會向前移動一點點。
飛機也是同樣的道理。它透過一系列的設計,使得可以一邊飛一邊將很多很多的空氣向下「扔」,這樣它就像扔了蘋果的你一樣,有了向上的力量(以抵抗重力)。
上面圖中是一架巨大的圖95轟炸機平飛過一大片雲,因為它把大量的空氣向下扔,所以它飛過的地方的雲都被向下的空氣吹低了,形成了一個深深的長條形的雲坑。這空氣有多少呢?大概每秒要向下排9萬立方米。小朋友可能不知道9萬立方是什麽概念。彜良最大的一條河是洛澤河,你把它堵住一個小時攢下來的水差不多就是9萬立方米 [1] 。
因為飛機非常非常的重,而排下來的空氣又非常非常的輕,所以必須要排非常多的空氣才能讓飛機保持在空中。
如果這個說法還是比較難以理解,可以想象一下你在水裏遊泳時踩水的時候(如果你還不會踩水,可以去問問身邊會踩水的小夥伴)。你只有不停的向下踩水,才能相對穩定的浮在水面上。事實上,任何物體要想在空中浮著,也必須要用某種力量將空氣向下踩,從而讓這個物體被向上推,飛機就保持在空中了,螺旋槳或者引擎就可以拉著飛機向前飛了。
具體飛機的機翼是怎麽排空氣的,這需要你學習更多的知識才能理解,如果你上了高中還記得這個問題,那請聯系我,我會送給你一本我最喜歡的書(之一):
BTW,我在地圖上的雲南彜良境內完全找不到武內小學在哪裏,本來想用學校的大小來打比方。也許大山裏還有太多太多的小學生,在百度地圖都沒有標出來的地方,默默的學習著。
希望他們好好學習,獨立思考,不盲信老師,走出一條自己的路。
寫給大人的:
白努利效應並非是不正確的,大家都是透過牛頓力學的基本原理推匯出來的。白努利效應和牛三是兩種解釋的方法,互相並不矛盾,而且還都能指導飛機機翼的設計。只是用路程更長(長距理論Longer Path或等時理論Equal Transit Time)來解釋是錯誤的。事實是,上表面的空氣可以比下表面的空氣更早的到達尾部。上下表面的速度差是客觀存在的。
另一方面,如下圖所示,上下壓力差也是真實存在的,正是壓力差讓飛機有了維持高度的合力。
特別感謝 @蘇47戰鬥姬 的修正建議。
參考
- ^ 洛澤河年徑流量8.98億立方米。