Закон Бернуллі. Просто і дохідливо

Закон Бернуллі. Просто і дохідливо


Дуже багато з оточуючого нас світу підкоряється законам фізики. Тому не варто дивуватися, адже термін «фізика» походить від грецького слова, що в перекладі означає «природа». І одним з таких законів, що постійно працюють навколо нас, є закон Бернуллі.


Сам по собі закон виступає як наслідок принципу збереження енергії. Таке його трактування дозволяє надати нове розуміння багатьом раніше добре відомим явищам. Для розуміння суті закону просто достатньо згадати струмочок, що протікає. Ось він тече, біжить між каменів, гілок і коренів. В якихось місцях робиться ширше, десь вже. Можна помітити, що там, де струмочок ширше, вода тече повільніше, де вже, вода тече швидше. Ось це і є принцип Бернуллі, який встановлює залежність між тиском у потоці рідини і швидкістю руху такого потоку.

Правда, підручники фізики його формулюють дещо по-іншому, і має він відношення до гідродинаміки, а не до струмка, що протікає. У досить популярному вигляді закон Бернуллі можна викласти в такому варіанті - тиск рідини, що протікає в трубі, вище там, де швидкість її руху менша, і навпаки: там, де швидкість більша, тиск менший. 

Для підтвердження досить провести найпростіший досвід. Треба взяти аркуш паперу і подути вздовж нього. Папір підніметься вгору, в той бік, уздовж якого проходить потік повітря.

Все дуже просто. Як каже закон Бернуллі, там, де швидкість вища, тиск менший. Отже, вздовж поверхні листа, де проходить потік повітря, тиск менший, а знизу листа, де потоку повітря немає, тиск більший. Ось лист і піднімається в той бік, де тиск менше, тобто туди, де проходить потік повітря.

Описаний ефект знаходить широке застосування в побуті і в техніці. Як приклад можна розглянути краскопульт або аерограф. У них використовуються дві трубки, одна більшого перерізу, інша меншого. Та, яка більшого діаметра, приєднана до ємності з фарбою, по тій, що меншого перерізу, проходить з великою швидкістю повітря. Завдяки виникаючій різниці тисків фарба потрапляє в потік повітря і переноситься цим потоком на поверхню, яка повинна бути пофарбована.

За цим же принципом може працювати і насос. Фактично те, що описано вище, і є насос.

Не менш цікаво виглядає закон Бернуллі в застосуванні для осушення боліт. Як завжди, все дуже просто. Заболочена місцевість з'єднується канавами з річкою. Течія в річці є, в болоті немає. Знову виникає різність тисків, і річка починає висмоктувати воду з заболоченої місцевості. Відбувається в чистому вигляді демонстрація роботи закону фізики.

Вплив цього ефекту може носити і руйнівний характер. Наприклад, якщо два кораблі пройдуть близько один від одного, то швидкість руху води між ними буде вище, ніж з іншого боку. У результаті виникне додаткова сила, яка притягне кораблі один до одного, і катастрофа буде неминуча.

Можна все сказане викласти у вигляді формул, але рівняння Бернуллі писати зовсім не обов'язково для розуміння фізичної суті цього явища.

Для кращого розуміння наведемо ще один приклад використання описуваного закону. Всі уявляють собі ракету. У спеціальній камері відбувається згоряння палива, і утворюється реактивний струмінь. Для її прискорення використовується спеціально звужена ділянка - сопло. Тут відбувається прискорення струменя газів і внаслідок цього - зростання реактивної тяги.

Існує ще безліч різних варіантів використання закону Бернуллі в техніці, але всі їх розглянути в рамках цієї статті просто неможливо.

Отже, сформульований закон Бернуллі, дано пояснення фізичної сутності процесів, що відбуваються, на прикладах з природи і техніки показані можливі варіанти застосування цього закону.