A Bernoulli-elv bemutatása
Mitől tud felszállni és a levegőben maradni a repülőgép? Ezt a kérdést biztos, hogy sokan feltették már. Egy egyszerű kísérlet segítségével könnyen választ találunk rá.
Korosztály: 9-12 évesek
Időtartam: 15 perc
Kapcsolódás a biomimikrihez:
A Bernoulli-elv az aerodinamika alapfogalma és magyarázat a madarak repülésére. Bemutatja, hogyan jön létre felhajtóerő azáltal, hogy az íves felületen mozgó levegő csökkenti a légnyomást. Az itt leírt tevékenység elvégzésével megérthetjük a Bernoulli-elv alapjait és a repülésben betöltött szerepét. A Bernoulli-elv az ember által tervezett repülőgépekben alkalmazott kulcsfontosságú elv, amelyet a madarak repülése ihletett.
Foglalkozás:
Eszközök és anyagok
- A4-es papírlap
- (tan)könyv
Leírás
Ezt a kísérletet minden diák elvégezheti:
- Minden diáknak adjunk egy A4-es lapot. Lehet használt is.
- Helyezék egy tankönyv felső részébe úgy, hogy a nagy része kilógjon.
- Fújják ki a levegőt a papír fölött hosszan, egyenletesen. Mi történik? A papírlap felfelé fog mozogni!
- Beszéljük meg, hogy miért történik ez! Magyarázzuk el a Bernoulli-elvet:
Magyarázat:
A Bernoulli-elv szerint, ha a levegő gyorsabban mozog, kisebb nyomást, ha pedig lassabban mozog, nagyobb nyomást hoz létre. Ez azt jelenti, hogy ha a levegő gyorsabban mozog egy ívelt felületen, például egy repülőgép szárnyának tetején, akkor a szárny tetején kisebb nyomást fog létrehozni, mint a szárny alján. Ez az úgynevezett felhajtóerőt hozza létre, amely segít a repülőgépnek a levegőben maradni! Amikor a papír teteje fölé fújunk, az felemelkedik, mert a gyorsabban mozgó levegő kisebb nyomást hoz létre a papír fölött, mint alatta. Ugyanez az elv segíti a repülőgépek és a madarak repülését.
Változat 1.:
Vágjuk ki egy (több) alu doboz (sörös vagy kólás) alját! Tegyünk az asztalra egy kb. A5 vagy A4- es méretű tálcát! Helyezzük az alumínium darabot az asztalra a domború felével felfelé, a tálcától kb. 20-30 cm-es távolságban!
A feladat: juttassák a tálcára anélkül, hogy hozzáérnének!
A tanulók hamar rá fognak jönni, hogy el kell fújni felette, amitől a domború alumínium darab „rárepül” a tálcára. Néha több fújásra is szükség lehet.
Változat 2.:
Fújjunk fel két lufit körülbelül azonos méretűre! Kössünk egy darab zsinórt a lufi végére, a másik végét pedig rögzítsük egy székhez vagy egy asztalhoz! Helyezzük el a két lufit úgy, hogy közel legyenek egymáshoz, de ne érjenek össze! Tartsuk vízszintesen a szívószálat, és fújjunk bele úgy, hogy, a légáramot a két lufi közé irányítjuk!
Mi történik? A Bernoulli-elvnek köszönhetően a két lufi között mozgó levegő alacsony nyomású területet hoz létre. A léggömbök másik oldalán lévő magasabb nyomású levegő ezután a középpont felé nyomja a léggömböket, aminek következtében azok egymás felé mozognak, és végül összeérnek.
Irodalom, további információk:
Magyar nyelvű:
Kicsit tudományos magyarázat, de érdekes képek és példák vannak benni (tovább a cikkhez).
Ebben a videóban gyakorlati magyarázatot kapunk a Bernoulli-hatásról (tovább a videóhoz).
Angol nyelvű:
A Bernoulli-elv magyarázata, rajzokat is tartalmaz (tovább a cikkhez).