纸杯滑翔机——流速与压强关系 ||趣味科学实验
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【实验现象】
【实验材料】
纸杯两个、透明胶带、橡皮筋若干
【实验步骤】
【第1步】准备好两个纸杯和若干橡皮筋;
【第2步】将橡皮筋如下图方式连接;
【第3步】将两个纸杯底部对接,用透明胶布粘牢固;
【第4步】用左手压住橡皮筋一端,橡皮筋缠绕道纸杯上,右手向前拉伸如下图;放开左手纸杯飞出;
【第5步】实验视频如下。
【注意事项】释放的时候右手不要挡住纸杯,否则无法飞出,左手右手水平或者左手比右手略高,只需要释放左手即可。
【实验原理】
根据流体力学原理,流体速度增加将导致压强减小,流体速度减小将导致压强增加,这样就导致旋转物体在横向的压力差,并形成横向力。同时由于横向力与物体运动方向相垂直,因此这个力主要改变飞行速度方向,即形成物体运动中的向心力,因而导致物体飞行方向的改变,在转动过程中上方转动方向与杯子运动方向相反(物体旋转带动上方空气向后),压强小,物体下方与运动方向与飞行速度相同(物体带动周围气体有向前)导致流过物体下方气体速度较小压强大,开始压强差大,压力差也大于重力,所以杯子有上升阶段,随着转速减小压强差减小压力差小于重力合力向下杯子就掉了下来(竖直方向分析)。
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