作者oginome (荻野目洋子)
看板Physics
標題[問題] 請問關於空氣浮力的問題
時間Fri Jul 10 12:32:55 2009
大家好,我想請問一個關於空氣浮力的問題:
我想自己寫個模擬一個高中物理常見的柏努利實驗的小程式,就是拿吹風機將吹口
往上後,於吹風機口置一乒乓球,而乒乓球能被拘束在空間的固定位置這樣的實驗
,請教過一些人,但是給的東西好像有誤,故而來請教板上先進。
這個模擬是這樣的,在最下方有個漏斗口(視為雙開口的流管),其中一口朝正上方
以模擬吹風機的出口,另一口則可以給定一個風速V1,這裡我用了連續方程式去寫
他,即(入口風速V1)*(入口截面積A1)=(出口風速V2)*(出口截面積A2)
其中V1、A1、A2均為已知,所以我可以得到出口風速V2,那球的質量可以給定m
W=mg,可以算出球的重量,球要浮在空中,則下方吹氣的浮力要和重力取得靜平衡
,那關於往上的力的參數目前只知道V2也就是出口風速而已,這邊要如何計算往上
的浮力呢?曾經得到幫助的答案如下:
ρ(空氣密度)*q2(出口截面流量)*V2(出口風速)*h(球與出口的距離)=W=m(球的質量)*g
但是這樣湊起來在因次單位上雖然湊對了,實際上算起來會變成:
m*g
h = ───────
ρ*q2*V2
其中g為常數,ρ也為常數,A2和V2若也固定不動的話,變數:質量m在分子,那豈不
是越重的球被吹越高?顯然與事實不符,請問這邊往上的浮力要如去計算和思考呢?
再來是雖然用Bernoulli方程作字面上的分析,很容易解釋為何球會被拘束在定點,
即使吹風機偏轉一個角度,球還是會保持在流體進行的方向上這樣的一個現象,但是
如果我想把Bernoulli方程:P + ρv^2/2+ρg h =常數這個數學式導入我的模擬程式
中,我該怎麼作呢?
以上兩個問題還希望大家幫我提點方向和觀念,謝謝大家。
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◆ From: 114.33.184.60
※ 編輯: oginome 來自: 114.33.184.60 (07/10 13:43)
1F:推 a80481ivan:嗯...應該不是只有空氣浮力讓他浮起來吧,還有氣體的 07/10 14:43
2F:→ a80481ivan:風壓吧?太過於複雜了?!我也不知道 07/10 14:44
3F:→ oginome:還是感謝回答~感謝 07/10 15:09
4F:推 yenzhi:you need navier-stoke equation ... 07/10 20:43
5F:推 Farady:可以查球體的阻力係數,簡單估算所需風速 07/10 20:47
6F:推 Farady:再說你要解白努力,至少有P,v兩個未知數,一個方程式不夠 07/10 21:01