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飞机为什么能飞上天?这样讲,小朋友都懂了…[复制链接]
发表于 2021-8-17 14:40:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
今天,我们来解决一个问题:飞机为什么能飞起来?
嗯,不是你们问的,是自家小朋友问的。
相信每个人都可能遇到这样的问题。
「如何用从提问者的视角,来讲明白一个专业性很强的道理?」
大道至简。再复杂的问题,也能从生活的常识,找到类似的原理。
下面是我的答案。

小学生的视角:被风吹起来的
风从哪里来?
如果孩子还小,可以告诉他,飞机是被风吹起来的。
风从哪里来呢?
骑电动车就知道,速度产生风,并且速度越快,风越大。
雷布斯名言:「在风口上,猪也能飞起来!」
当风足够大时,就能把飞机吹起来了。

春天来了,万物复苏,阳光明媚,正好可以带他去放风筝,让他感受一下,风筝是怎么被吹起来的。

中学生的视角:作用力与反作用力
牛顿第三定律
如果孩子再大一点,比如说上中学了,开始学物理,已经有了力的概念。
我们可以说,是由于空气的反作用力,把飞机给推起来的。

牛顿第三运动定律

相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
具体到我们飞机的机翼上:
在机翼的上表面,气流被「向下拉」了,反过来,气流会给机翼一个向上的力;在机翼的下表面,气流被「向下压」了,反过来,气流会给机翼一个向上的力。
正是这一「拉」一「压」,强迫机翼周围的气流向下改变方向,机翼便产生了向上的升力。

大学生的视角:空气动力学
伯努利定理
如果孩子再大一些,比如说开始上大学了,那就更简单了。
翻开书柜,找到那本《空气动力学》,拍拍上面的灰尘……


不过,真要到这时候,我劝你还是省省吧。

很多课本教材上的都是用“长距理论(Longer Path)”,或“等时理论(Equal Transit Time)”。
这种理论通常解释就是:气流在机翼被分为上下两个部分,最后在机翼尾部汇合。但机翼上下表面形状是不对称的,气流沿机翼上表面运动的距离更长,V=距离/时间,时间相同,自然距离长流速更快,根据「伯努利定律」,速度越快,气压越小,上下表面的压力差就提供了升力。
这个理论的最明显错误在于,认为“机翼上表面比下表面长”才能产生升力,然而稍微一想,就能看出这个理论是不对的。我就不过多解释了。
最后,想一想,还有哪些看似很专业的问题,其实用很简单的原理就能解释呢?

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