气球环 空中起舞的奥秘

科学小课堂现场。

“哇!气球居然不停地转起来了!”这是鄞州区江东实验小学的科学小课堂上,同学们发出的惊叹。一个小小的气球环在鼓风机的作用下,像被施了魔法般,并没有被直接吹走,而是在空中优雅地旋转起来。

更神奇的是,它始终保持在鼓风机斜上方,既不上浮也不偏移,只是不停地旋转、旋转……究竟是什么力量让气球环如此听话地旋转而不偏离呢?鄞州区江东实验小学科学老师陈莹通过这个实验,告诉孩子们,答案就藏在气流与气球表面相互作用的微妙关系中——康达效应和伯努利原理的完美配合。

康达效应是指高速流动的流体(如空气、水)倾向于沿着邻近的表面流动,而不是直接离开表面的现象。当鼓风机吹出的气流接触到气球表面时,由于康达效应,气流不会直接反弹离开,而是会“黏附”在气球表面,沿着曲面流动。可以想象成有一只无形的手在轻轻拨动气球环的一侧,持续施加一个旋转的力量。正是这个力量让气球环开始旋转起来。

康达效应解释了气球环旋转的初始动力来源。但为什么气球环能够持续旋转而不被吹走呢?这就需要另一个物理原理——伯努利原理来解释。

伯努利原理是流体力学中的一个基本原理,它指出在流体流动过程中,流速快的地方压力小,流速慢的地方压力大。

在气球环实验中,鼓风机的气流在气球一侧流过时,由于康达效应,气流沿着气球表面流动,导致这一侧的气体流速较大。根据伯努利原理,这一侧的气压就会相对较小;相比之下,气球另一侧的气压更大,理论上这种压力差会使气球向吹风的一侧移动。但我们的气球环为什么没有因为压力差而偏移呢?这是因为鼓风机是斜向上吹的,气流不仅有向上的分量,还有一个侧向的分量。这个侧向气流恰好抵消了由伯努利效应产生的压力差,使得气球环能够在原地稳定旋转,而不会被吹离原位。

生活中,我们要学会用科学的眼光观察日常现象。也许下一次当你看到旋转的足球、飞驰的列车,或是简单的风扇吹动纸张时,你会想起今天学到的知识,并在心中默念:“看,这就是康达效应和伯努利原理在起作用!”

2025-06-24 3 3 现代金报 content_220860.html 1 3 气球环 空中起舞的奥秘 /enpproperty-->