解释飞机升力原理时大部分人都会引入「伯努利定理」。
该定理指出「流体中的压力与流速成正比」,该定理通常用于解释管道中流体的压力变化,但并不适用于解释飞机机翼的升力。实际上机翼表面流速和压力存在复杂的相互作用,伯努利方程没有错,但用来解释飞机升力却是个误导。
对于孩子,我建议用牛顿力学定律来解释机翼升力:
首先解释空气阻力也就是风阻,风阻与速度平方成正比。
就是速度慢了可以感觉不到风阻,但风阻不是速度增加一点,风阻就增加一点,而是指数级的增长。一旦运动物体的速度到达某个值,通常所说的v1,阻力就会大的惊人,就可以产生相当于举起几十吨物体的阻力。
飞机就是靠倾斜机翼,使风阻作用于机翼下表面,机翼上表面没有风阻作用力,就形成了上下面的压力差,就产生了升力,对就像风筝。
其实我觉得啊,孩子很容易理解升力,都放过风筝。但他们不理解为什么升力会那么大,大到可以举起几十吨重的飞机。这里关键是让孩子理解升力与速度的平方成正比的关系,所以速度是关键。