Mécanique et machines simples · GCSE Physique
Simulateur de principe de Bernoulli et de portance aérodynamique
Changer la vitesse, l'angle d'attaque, la surface des ailes et la densité de l'air pour comparer les estimations de pression et de levage du modèle. La relation de Bernoulli s'applique sous ses hypothèses de flux; l'illustration est un modèle d'enseignement, pas un calcul complet de conception aérodynamique.
- Côté client
- Pas d'inscription
- Dérivés vivants
- Mode projecteur
- Imprimer la feuille de travail
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Contrôles des paramètres
m/s
°
m²
kg/m³
Dérivations et métriques en direct
Haute vitesse v_top
--
Vitesse d'air inférieure v_bot
--
Différence de pression Δp
--
Total des ascenseurs aérodynamiques L
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul:
--Substitution:
--Régime : --
Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde
Problème travaillé
Problème : Pourquoi deux navires parallèles qui voyagent étroitement ensemble risquent-ils de se heurter (« succion du navire »)?
Dérivation étape par étape :
- L'eau entre les coques coule plus vite que l'eau à l'extérieur. Par Bernoulli, la pression interne baisse, et la pression extérieure pousse les navires ensemble.
Problème travaillé
Problème : Une aile d'aéronef de 30m² Expériences 1200Pa différence de pression entre les surfaces inférieures et supérieures.
Dérivation étape par étape :
- Lift L = Δp * S = 1200 * 30 = 36000 N.
Feuille de travail et problèmes de pratique
Q1. Variante 1 : Faire souffler de l'air entre deux papiers suspendus parallèles, se séparent-ils ou attirent-ils ?
Clé de réponse : Ils attirent ensemble. La vitesse de l'air entre les papiers augmente, ce qui diminue la pression; une pression extérieure plus élevée les pousse vers l'intérieur.
Q2. Variante 2: Pourquoi les voyageurs ferroviaires doivent-ils attendre derrière les lignes de quais de sécurité jaunes?
Clé de réponse : Les trains de passage créent des zones de basse pression à grande vitesse à proximité des voies. La pression atmosphérique derrière les passagers pourrait les pousser vers le train en mouvement.
Q3. Variante 3 : Pourquoi une balle de ping-pong lévite-t-elle de façon stable dans un sèche-cheveux vers le haut?
Clé de réponse : Si la balle s'écarte du centre, un débit d'air plus rapide du côté intérieur crée une pression plus faible, produisant une force de pression Bernoulli réparatrice de retour vers le centre.
Foire aux questions et idées fausses
La théorie du "temps de transit égal" est-elle correcte?
C'est une conception erronée de la physique ! Les essais dans les tunnels éoliens prouvent que le débit d'air supérieur atteint le bord de la piste beaucoup plus rapidement que le débit d'air inférieur, pas simultanément.
Comment les avions aérobatiques volent-ils à l'envers avec des ailes cambrées ?
Le levage dépend fortement de l'angle d'attaque. Le vol inversé place le nez vers le haut, forçant l'air entrant vers le bas, générant une levée de réaction vers le haut, quel que soit le cambriolage.
En quoi les ailes de descente des voitures de course diffèrent-elles des ailes de levage des aéronefs?
Une aile de voiture de course peut être orientée pour produire une force aérodynamique vers le bas, tandis qu'une aile de levage d'aéronef soutient habituellement l'aéronef vers le haut. La force dépend de la forme de l'air, de l'angle d'attaque et des conditions d'écoulement; chaque spoiler n'est pas une aile inversée.
Comment un pulvérisateur de parfum atomiseur utilise-t-il le principe de Bernoulli?
L'air à grande vitesse à travers l'extrémité de la buse baisse la pression; la pression atmosphérique dans la bouteille pousse le fluide dans le tube où il est atomisé en vaporisateur.