منو
 کاربر Online
1099 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  یکشنبه 13 دی 1388 [17:36 ]
  نيروي بالابر وارد بر بال هواپيما
 

نيروي بالابر وارد بر بال هواپيما

شكل الف خط‌هاي شارش را در اطراف سطح مقطعي از يك بال هواپيما نشان مي‌دهد. خط‌هاي شارش در بالاي بال به يك‌ديگر فشرده شده‌اند ، درست مانند گلوگاه ونتوري ، در اين ناحيه افزايش تندي شارش و كاهش فشار وجود دارد. نيروي رو به بالا وارد بر سطح زيرين بال بزرگ‌تر از نيروي رو به پايين وارد بر سطح بالايي بال است ؛ بنابراين يك نيروي خالص رو به بالا يا نيروي بالابر وجود دارد. نيروي بالابر تنها ناشي از ضربه‌ي برخورد هوا به سطح زيرين بال نيست ، در واقع كاهش فشار روي سطح بالايي بال بيش‌ترين سهم را در ايجاد نيروي بالابر دارد. (در اين بحث بسيار ساده شده از تشكيل گرد شارها صرف نظر شده است ؛ در يك بحث جامع‌تر اين موضوع بايد در نظر گرفته شود.) همچنين مي‌توان نيروي بالابر را براساس تغييرات تكانه در نظر گرفت. شكل الف نشان مي‌دهد كه يك تغيير خالص رو به پايين در مؤلفه‌ي عمودي تكانه‌ي شارش هوايي كه از بالا مي‌گذرد وجود دارد كه ناشي از نيروي رو به پاييني است كه بال بر هوا وارد مي‌كند. همان طور كه در بالا نتيجه گرفتيم نيروي واكنش وارد بر بال رو به بالا است. يك نقش شارش و نيروي رو به بالاي مشابهي در اطراف هر جسم خميده‌اي درون باد وجود دارد. در باد به حد كافي شديد ، نيروي رو به بالاي وارد شده به سطح بالاي يك چتر‌ باز شده مي‌‌تواند آن را به اطرف جمع كند. همچنين به اتومبيلي كه با تندي بالايي در حركت است به دليل حركت هوا يك نيروي رو به بالا روي سطح بالايي خميده‌ي اتومبيل وارد مي‌شود. چنين نيروي بالابري مي‌تواند اصطكاك روي لاستيك‌هاي اتومبيل را كاهش دهد ، به همين دليل پشت اتومبيل‌هاي بسياري به يك «بادشكن» آئروديناميكي مجهز شده است. بادشكن شبيه يك بال وارونه است و نيروي رو به پاييني به چرخ‌هاي عقب اتومبيل وارد مي‌كند.

تصویر

يك برداشت نادرست در مورد بال‌ها
بحث‌هاي ساده شده در مورد بال‌ها اغلب مدعي آنند كه هوا روي سطح بالايي يك بال سريع‌تر حركت مي‌كند زيرا «مسير بيش‌تري بايد حركت كند.» اين ادعا فرض مي‌كند كه دو مولكول هوا كه در جلوي بال مجاور يك‌ديگرند و يكي روي سطح بالايي بال و ديگري زير سطح پاييني آن حركت مي‌كند ، بايد در لبه‌ي عقبي بال دوباره با هم مواجه شوند. اما اين طور نيست! شكل ب يك شبيه‌سازي رايانه‌اي را از بسته‌هاي هوا كه اطراف يك بال هواپيما شارش دارد نشان مي‌دهد. بسته‌هايي كه در جلوي بال نزديك يك‌ديگرند ، در لبه‌ي عقبي بال به هم نمي‌رسند ، زيرا شارش روي سطح بالايي بال در واقع نسبت به تصور ساده شده (اما نادرست) سريع‌تر است. بنابر معادله‌ي برنولي ، اين تندي سريع‌تر بدان معناست كه حتي روي بال نسبت به توصيف ساده شده فشار كم‌تري (و در نتيجه نيروي بالابر بزرگ‌تري) وجود دارد.

تصویر

  امتیاز: 0.00