Friday, April 10, 2015

球以反時針方向移動 , 所以球下方的空氣流動得較快

http://resources.edb.gov.hk/~sci/exp_jet/knowledge.htm





空氣無色無味,卻有很多重要的功用 。沒有空氣的話,不單生物不能夠生存,很多大自然現象也不會發生。我們和其他生物需要氧氣維持生命,植物需要二氧化碳進行光合作用,天氣變化和氣流有密切的關係。如果沒有空氣的話,颱風、龍捲風等自然現象也不會發生。


空氣是由眾多不同的氣體所組成的,其中最為人所熟知的有氮、氧和二氧化碳。氮氣是空氣中含量最多的氣體,約78% (~ 五分之四)。氧氣排第二,約20% (~ 五分之一),二氧化碳於空氣中的含量很少,約 0.03% 。其他的成份包括:水(約佔0.1% - 1%)、氬(約佔0.934%)。


空氣是有重量的,只是因為空氣是氣體,我們很難量度它們的重量。每立方米空氣的重量約1.21 公斤。





同學們有沒有聽過牛頓運動三大定律呢? 牛頓第三定律說明: 若我們施力(作用力)在一物件上, 我們將感受到物件施在我們身上的力(反作用力)。例如: 一個坐在輪椅上的人, 大力推牆壁, 就會被推開。為什麼呢? 因為當我們施力在牆壁的時候, 同一時間牆壁會施力在我們身上, 所以我們會感受到有力推開我們。

圖一 作用力與反作用力的例子

噴射機能向前推進,是應用了牛頓第三定律的原理。噴射機要推向前,必定要提供足夠的力。 但是,這些 "推力" 是從哪裡來呢? 答案是空氣 。由於空氣是有重量的, 所以空氣與牆壁一樣,會施反作用力在噴射機身上。因此,當空氣從噴射機的尾部噴出時,噴射機會受到力而被推向前。(看圖二)

圖二 噴射機向前推進的原理

大家可能沒有聽過貝努利原理, 但可能見過它的應用(看圖三)。 這個原理的要點在於物件兩側或內外的空氣流動速度的不同, 而產生氣壓的差距。空氣流動得越快, 氣壓就會越小。氣壓大的一方會對氣壓小的一方施力, 令物件移動。

圖三 因為球以反時針方向移動 , 所以球下方的空氣流動得較快
當我們看見足球明星碧咸主射罰球時,足球繞過人牆, 然後入網。 其實, 我們也能做到 (看圖四)! 大家不要以為我在開玩笑,這些入球也是貝努利原理的傑作,只要我們調校好角度及力度,加上現場環境的配合 (空氣的流動),碧咸的入球一定會重現。

圖四 因為球以反時針方向移動 , 所以球下方的空氣流動得較快



(1) 書名:《無所不在的空氣》
出版社:新店 : 人類文化, 民85[1996]
作者:沃波爾 (Walpole, Brenda.)


鳴謝: 部份圖片取自教統局小小美工圖案


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