การประยุกต์ใช้หลักการของเบอร์นูลลี
1. ข้อความที่อ้างอิงจากหลักการของเบอร์นูลลี ได้แก่ …
(1) แรงยกบนเครื่องบิน
(2) ปั๊มไฮดรอลิก
(3) เครื่องพ่นยาฆ่ายุง
(4) บอลลูนอากาศร้อน
Solution
ข้อความที่อ้างอิงจากหลักการของเบอร์นูลลีมีดังนี้
(1) แรงยกบนเครื่องบินและ
(3) เครื่องพ่นยาฆ่ายุง
(2) ปั๊มไฮดรอลิกตามหลักการของปาสคาล
(4) บอลลูนอากาศตามหลักการของอาร์คิมีดีส
2. ข้อความที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้หลักการของเบอร์นูลลี ได้แก่ …
(1) เครื่องวัดเวนทูรี
(2) เครื่องพ่นยาฆ่ายุง
(3) บารอมิเตอร์
(4) เทอร์โมมิเตอร์
Solution
ข้อความที่อ้างอิงจากหลักการของเบอร์นูลลีมีดังนี้
(1) เครื่องวัดเวนทูรีและ
(2) สเปรย์กันยุง
(3) บารอมิเตอร์ที่ใช้แรงดันไฮโดรสแตติก
(4) เทอร์โมมิเตอร์ปรอทหรือแอลกอฮอล์ตามการขยายตัว
3. เครื่องมือที่ใช้หลักการของเบอร์นูลลี ได้แก่ …
(1) ปั๊มไฮดรอลิก
(2) คาร์บูเรเตอร์
(3) เครื่องวัดเวนทูรี
(4) เทอร์โมมิเตอร์
Solution
(2) คาร์บูเรเตอร์และ
(3) เครื่องวัดเวนทูรี
(1) ปั๊มไฮดรอลิกที่ใช้แรงดันไฮโดรสแตติกตามกฎของปาสคาล
(4) เทอร์โมมิเตอร์ปรอทหรือแอลกอฮอล์ที่ใช้การขยายตัว
4. ปีกเครื่องบินถูกออกแบบมาเพื่อให้มีแรง ยกสูงสุด ดังภาพ ถ้า v คือความเร็วของกระแสลม และ P คือความดันอากาศ ตามหลักการของเบอร์นูลลี การออกแบบจึงทำเพื่อให้…
Solution
เพื่อให้ปีกเครื่องบินยกขึ้นได้ แรงผลักอากาศที่ด้านล่างของปีกจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าแรงผลักที่ด้านบนของปีก
แรงผลักที่กระทำต่อด้านล่างของปีกจะมากขึ้นหากความดันอากาศที่ด้านล่างของปีกมากขึ้น P = F / A โดยที่ความดัน P เป็นสัดส่วนโดยตรงกับ F หากความดันมากขึ้น แรงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
หลักการของเบอร์นูลลีกล่าวว่า ความดันอากาศที่ด้านล่างของปีกจะมีค่ามากเมื่อความเร็วลมที่ด้านล่างของปีกมีค่าน้อย
v A > v Bดังนั้นP A < P B
1. คำถาม:หลักการของเบอร์นูลลีคืออะไร?
คำตอบ:หลักการของเบอร์นูลลีกล่าวว่า สำหรับการไหลที่ไม่มีความหนืดของของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า การเพิ่มขึ้นของความเร็วของของเหลวจะเกิดขึ้นพร้อมกับการลดลงของความดันสถิตหรือการลดลงของพลังงานศักย์ของของเหลว
2. คำถาม:หลักการของเบอร์นูลลีมีความเกี่ยวข้องกับการอนุรักษ์พลังงานอย่างไร?
คำตอบ:หลักการของเบอร์นูลลีเป็นการแสดงให้เห็นถึงการอนุรักษ์พลังงานสำหรับการไหลของของเหลว พลังงานรวมในระบบของเหลวที่ไหลอย่างสม่ำเสมอจะคงที่ เมื่อพลังงานจลน์ (ความเร็ว) ของของเหลวเพิ่มขึ้น พลังงานศักย์ (ความดัน) จะลดลง และในทางกลับกัน
3. คำถาม:เหตุใดปีกเครื่องบินจึงมีส่วนบนโค้งและส่วนล่างแบน?
คำตอบ:ปีกเครื่องบิน (แอร์ฟอยล์) ถูกออกแบบให้มีส่วนบนโค้งและส่วนล่างแบน เพื่อให้อากาศไหลผ่านส่วนบนได้เร็วกว่าส่วนล่าง ตามหลักการของเบอร์นูลลี จะทำให้ความดันด้านบนต่ำกว่าและความดันด้านล่างสูงกว่า ส่งผลให้เกิดแรงยก
4. คำถาม:หลักการของเบอร์นูลลีอธิบายการทำงานของเครื่องวัดเวนทูรีได้อย่างไร?
คำตอบ:เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเวนทูรีมีส่วนที่แคบลง ซึ่งความเร็วของของเหลวจะเพิ่มขึ้นในบริเวณนี้ ส่งผลให้ความดันลดลง โดยการวัดความแตกต่างของความดันระหว่างส่วนที่แคบและส่วนที่ไม่แคบ เราสามารถกำหนดอัตราการไหลของของเหลวได้โดยใช้หลักการของเบอร์นูลลี
5. คำถาม:เหตุใดลูกฟุตบอลที่หมุนอยู่จึงโค้งไปตามวิถีการเคลื่อนที่?
คำตอบ:นี่เป็นผลมาจากปรากฏการณ์แม็กนัส เมื่อลูกบอลหมุน มันจะเร่งความเร็วของอากาศด้านหนึ่งและลดความเร็วของอากาศอีกด้านหนึ่ง ตามหลักการของเบอร์นูลลี จะทำให้เกิดความแตกต่างของความดัน ส่งผลให้ลูกบอลโค้งไป
6. คำถาม:หลักการของเบอร์นูลลีมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของเครื่องพ่นละอองหรือเครื่องพ่นน้ำหอมอย่างไร?
คำตอบ:เมื่อเป่าลมผ่านด้านบนของท่อหัวฉีด ลมจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น ทำให้เกิดบริเวณความดันต่ำ ความดันที่สูงกว่าด้านล่างจะดันของเหลวขึ้นไปในท่อ จนไปเจอกับลมที่เคลื่อนที่เร็วและถูกพ่นออกมาเป็นละอองละเอียด
7. คำถาม:หลังคาโค้งของอาคารก่อให้เกิดความเสี่ยงอย่างไรในขณะที่มีลมแรง?
คำตอบ:ในช่วงที่มีลมแรง อากาศจะเคลื่อนที่เร็วกว่าบนหลังคาโค้งเมื่อเทียบกับพื้นผิวเรียบ การเคลื่อนที่เร็วขึ้นของอากาศเหนือพื้นผิวโค้งจะสร้างบริเวณความดันต่ำ ตามหลักการของเบอร์นูลลี ความแตกต่างของความดันนี้อาจทำให้เกิดแรงยก ซึ่งอาจทำให้หลังคาเสียหายได้
8. คำถาม:เหตุใดการเปิดหน้าต่างในรถที่กำลังเคลื่อนที่จึงทำให้กระดาษภายในรถปลิวไสว?
คำตอบ:ขณะที่รถเคลื่อนที่ ความเร็วลมภายนอกจะสูงกว่าความเร็วลมภายในรถ ทำให้เกิดความแตกต่างของความดันตามหลักการของเบอร์นูลลี ส่งผลให้กระดาษปลิวไสวเนื่องจากอากาศพยายามปรับความดันให้เท่ากัน
9. คำถาม:หลักการของเบอร์นูลลีสามารถอธิบายแรงยกที่นักเล่นไคท์เซิร์ฟได้รับได้อย่างไร?
คำตอบ:เมื่อว่าวเอียงเข้าหาลม จะทำให้กระแสลมพัดผ่านด้านบนของว่าวเร็วขึ้น ทำให้เกิดบริเวณความดันต่ำ ความดันที่สูงกว่าด้านล่างของว่าว เมื่อเทียบกับความดันต่ำด้านบน จะสร้างแรงยก ช่วยให้นักเล่นไคท์เซิร์ฟถูกยกขึ้นจากน้ำได้
10. คำถาม:ทำไมม่านอาบน้ำจึงถูกดึงเข้าด้านในเมื่อเปิดน้ำ?
คำตอบ:น้ำร้อนจากฝักบัวจะทำให้อากาศร้อนขึ้น ส่งผลให้อากาศลอยตัวสูงขึ้นและทำให้กระแสลมในบริเวณอาบน้ำเร็วขึ้น อากาศที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นนี้ทำให้ความดันภายในบริเวณอาบน้ำลดลงเมื่อเทียบกับภายนอก ดังนั้น ม่านอาบน้ำจึงถูกดึงเข้ามาด้านในเนื่องจากความแตกต่างของความดันตามหลักการของเบอร์นูลลี
