伯努利方程是眾人皆知的嗎?
不一定
首先要看這個「眾人」指的是什麼,如果是指大學學過普通物理的人,那肯定都應該知道(無論是否完全清楚該方程的內在涵義)。如果只是指上過初中和高中的人,那肯定不會是皆知的。 因為中國的中學物理課標中,似乎並不明確包含這個內容,所以可能有些地方的課本會簡單介紹一下,另一些地方則完全不提。據我的了解,大部分課本都沒有這個內容。
另外,需要說明的是,在問題所給定的那段關於伯努利方程的解釋中,說它「實質上是能量守恆定律在理想流體定常流動中的表現」,意思雖不錯,但不大符合實際歷史過程。因為我們知道,能量守恆定律是19世紀的「三大發現之一」,而伯努利方程是丹尼爾·伯努利(Daniel Bernoulli,1700-1782)在其1738年出版的著作《流體力學》(Hydrodynamica)中提出來的。那時候,能量守恆定律還沒有發現。實際上,從牛頓第二定律就可以推導出伯努利方程,伯努利也是通過這個途徑得到的這個方程。此方程不但適用於理想流體的定常流動,也適用於非定常流動,以及更為複雜的流體運動,不過形式將有所變化而已。
丹尼爾·伯努利1738年的著作《流體力學》封面
最後還值得一提的是,這個伯努利家族是個神奇的家族,從17到18世紀的一百年多年三代人中,出了8個數學和物理學家,而且個個都對數學和物理學的發展做出了重大貢獻。這不能不說是個歷史奇蹟。
伯努利方程是能量守恆定理在流體中的經典應用。
液體和氣體都屬於流體。
流體的能量分為三塊。
第一是動能,與流體的流速的平方成正比。
第二是重力勢能,與流體的高度成正比。
第三是內能,在溫度不變時,內能與流體的壓力成正比。
把這些能量用公式表達出來,化成一致的物理量,就得到了伯努利方程。
1/2*ρv2+ρgh+P=定值
這個公式就是說,流體在流動過程中,它蘊含的能量是定值。也就是能量守恆定理中講的,能量既不會消失,也不會憑空產生,它只會從一種形式變成另一種形式,或者轉移。
所以流體流向高處,要麼流速變慢,要麼壓力降低。
流體流速變快,則要麼流向低處,要麼壓力降低。
流體壓力升高,那它必然是流到了低處或者流速慢了。
伯努利方程還有一個表達方式,如下:
v2/2g+h+P/ρg=定值
這個是流體力學中常用的,計算水頭的。
伯努利方程的應用很廣。管道運輸設計時必備。飛機升力計算,等等。
伯努利方程可以解釋很多現象,比如:
足球踢出香蕉球,是因為足球旋轉,兩側空氣流速不相等,造成氣壓不等,於是足球在前進時會有橫向的移動。
乒乓球的香蕉球也是一樣。
伯努利方程給出了定量計算。是很經典的方程。它理解起來並不難,也沒用到高等數學,是值得人人學習掌握的經典物理公式。即使是文科生。
這個問題就是扯淡,高中學這個有啥用?這都涉及到了專業性的知識,你見過初高中學的物理運用到專業性的東西了嗎?初高中都是基礎罷了,而伯努利方程涉及到流體專業,你讓一不了解專業基礎的人學流體,不是扯淡嗎?
可能一般人不知道這麼高深的學術名詞,也不懂其中的原理,但是在生活中經常會碰到這種現象,比如打乒乓球中的弧圈球,足球里的香蕉球,很多人都知道怎麼回事,只是不懂得用科學知識去解釋而已
推薦閱讀:
※【覓好書】童書界的一股泥石流:瑪蒂爾達(Matilda)
※提供各類免費優質課程的網站 推薦給愛學習的你們!
※為什麼有些經濟很好的人或者有很好教育的的人選擇移居國外?
※全腦開發教育對人類未來會有什麼影響?
※社會對教師這個職業的定義?