实验报告3伯努利悬浮球

伯努利悬浮球实验报告

一、实验目的：

定性观察流体的伯努力原理的实例，理解伯努力原理，了解伯努力原理的应用。利用伯努利方程分析出：流速高处压强低，流速低处压强高。分析了伯努利悬浮球实验现象的产生原理，即伯努利原理。例举了一些与伯努利悬浮球现象相似的实验及现象。

二、实验器材：

三、实验原理：

伯努利方程：

理想正压流体在有势彻体力作用下作定常运动时，运动方程（即欧拉方程）沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体，方程为：

式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；h为铅垂高度；g为重力加速度。

上式各项分别表示单位体积流体的压力能p、重力势能ρgz和动能(1/2)*ρv^2，在沿流线运动过程中，总和保持不变，即总能量守恒。但各流线之间总能量（即上式中的常量值）可能不同。对于气体，可忽略重力，方程简化为p+(1/2)*ρv^2＝常量(p0)，各项分别称为静压、动压和总压。显然，流动中速度增大，压强就减小；速度减小，压强就增大；速度降为零，压强就达到最大(理论上应等于总压)。

伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。由伯努利方程可以看出，流速高处压力低，流速低处压力高。

四、实验步骤：

1、打开伯努利悬浮球演示仪箱体上的电源开关，用手感觉一下喇叭向外喷

出的气流。

2、托起气球靠近喇叭中心，至某一位置时气球被吸住。

3、关闭电源，气球落下。

五、现象解释：

据伯努利原理，单位质量的流体的动能（流速头）、势能（位置头）和压力能（压力头）的和在同一流线上为一定值。流体的流速大处，其压强小，流速小时，其压强大。

由此可知：当球体靠近喷口时，由于喷流从球体上向下喷出，就造成球体上

方的压力低于下方的大气压力，由于两者之间的压差大于球体的重量，球体就被压在（托举在）喷口下方不被吹离。

六、在生活中的现象：

两艘船在静水里并排航行着，或者是并排地停在流动着的水里。两艘船之间的水面比较窄时，所以这里的水的流速就比两船外侧的水的流速高，压力比两船外侧的小。结果这两艘船就会被围着船的压力比较高的水挤在一起。海员们都很知道两艘并排驶着的船会互相强烈地吸引。

图四：两艘平行前进的船，好像要相互吸引

如果两艘船并排前进，而其中一艘稍微落后，像图五所画的那样，那情况就会更加严重。使两艘船接近的两个力F和F，会使船身转向，并且船B转向船A 的力更大。在这种情况下，撞船是免不了的，因为舵已经来不及改变船的方向。这就是在生活应用中伯努利公式的体现。

图五：两艘船前进时会转头相撞