1. Energibesparing:
* kinetisk energi: Snabbrörande luft har en hög kinetisk energi (rörelseenergi).
* Potentiell energi: Luft vid högre tryck har högre potentiell energi.
2. Bernoullis princip:
* Denna princip säger att i ett jämnt flöde av en vätska sker en ökning av vätskans hastighet samtidigt med en minskning av tryck eller en minskning av vätskans potentiella energi.
Förhållandet:
* När vinden påskyndas ökar dess kinetiska energi.
* För att upprätthålla en energibalans måste denna ökning av kinetisk energi kompenseras av en minskning av potentiell energi.
* Det enda sättet för potentiell energi att minska är att lufttrycket ska sjunka.
Exempel och applikationer:
* Flygplanvingar: Luft som strömmar över den böjda övre ytan på en vinge rör sig snabbare än luften som strömmar under den platta nedre ytan. Detta skapar en lägre tryckzon ovanför vingen och genererar lyft.
* venturi mätare: Denna enhet mäter flödeshastigheten för en vätska genom att skapa en sammandragning i flödesvägen. Det snabbare flödet genom sammandragningen resulterar i lägre tryck, som mäts för att bestämma flödeshastigheten.
* orkaner: Höghastighetsvindarna i orkaner skapar ett lågtrycksområde i mitten, drar in mer luft och stärker stormen.
Hur man demonstrerar:
* Håll ett papper framför munnen och blåsa över den. Papperet stiger eftersom lufttrycket ovanför det sjunker.
* Använd en hårtork. Blås luften direkt vid en ping pongboll, så ser du den levitera på grund av det reducerade trycket ovanför.
Sammanfattningsvis:
Förbindelsen mellan höghastighetsvind och minskat lufttryck är en grundläggande princip för vätskedynamik. Det är ett resultat av bevarande av energi och Bernoullis princip, som förklarar hur rörelsens energi balanseras med förändringar i potentiell energi. Detta förhållande har många verkliga applikationer, från flygflyg till vädermönster.
