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听话的小球

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听话的小球
听话的小球
     2014“最美的诠释”科技馆展品网络评选活动参评作品 郑州科学技术馆
     各位小朋友们大家好,今天我要为大家介绍的这件展品叫做《听话的小球》,大家是不是很好奇,一个小球竟然会听话?那究竟是听谁的话呢?在揭晓谜底之前我首先问问大家,在家里小朋友最听谁的话呢?是爸爸?还是妈妈?而我们看到的这个小球啊,它听的是一个叫“伯努利”的话。那伯努利究竟是谁呢?有没有小朋友知道?丹尼尔•伯努利其实是一位非常著名的科学家,他发现:在同一流体系统里(比如气流、水流)流体的速度越快,所产生的压力就会越小,而流体的速度越慢,产生的压力就会越大。于是人们将这种原理称之为伯努利原理。了解了伯努利原理,接下来让我们观察一下这件展品,台面的上方我们可以看到有一个像“口”字型的密闭管道,在管道的一侧的顶端有一个网状铁笼。接下来我们按动按钮启动台面下方的风机,从风机口吹出向上的气流。此时小球边摇晃边上升,当小球到达顶端铁网处时,小球像迷路的孩子般不知所措做了些许停留,但是之后小球好像被一种神奇的力量推入到了上方的管道内,在管道内自由行走。那一种神奇的力量究竟是什么呢?有没有小朋友知道?
    当我们启动风机时,管道内的气体随着风机的吹动不断排出,此时管道内需要不断的从上方的管道处补充气体,使管道内形成了一种循环气流,而管内的流速大于管外的流速,由于伯努利原理流速与压力成反比的关系,管道外的压强大于管道内,当小球处于铁笼处时,密闭管道外的大压强像一只无形的手把小球推进了管道内,小球便在管道内随着循环的气流做周而复始的运动。
    其实在我们生活中伯努利原理随处可见,比如飞机的外形设计,有哪位小朋友能给我形容一下飞机长什么样子呢?上方是一个拱形?下面比较平缓?对,这样一来啊,能使飞机上表面的流速大于下面的流速,所以飞机下面的压强大于上面的压强,飞机才能平稳的在高空翱翔。
      我还有一个关于海难的历史故事:1912年的秋天,一艘“毫克”号的军舰和一艘“奥林匹克”号的大客轮在大海中相遇了,他们相距数百米相向而行,在航行中两只船逐渐平行,忽然军舰像被大客轮吸引了一样径直朝大客轮撞去,灾难就这样发生了,当时众说纷纭,就连科学家也解释不清楚。今天我们学习到了伯努利原理,小朋友你们能为我解释一下这究竟是为什么吗?
      其实故事中的两船相撞和我们今天的展品听话的小球都是由于伯努利现象引起的,让我们再复习一下伯努利现象是什么:在同一个流体系统中,比如气流水流中,流体的速度越快,所产生的压力就会越小,而流体的流速越慢,产生的压力就会越大。故事中的两船相撞就是因为两船中间的水流速度比两船外侧的水流速度大。因此,两船外侧产生的压力便大于两船内侧所产生的压力,当两船靠近时,便发生了相撞,同样听话的小球之所以能准确的进入展品上方的管道,也是因为小球管道内的空气速度大于外侧的空气速度,所以管道外侧的压力大于管道内侧的压力,小球就被压力推入了管道内。
      科学家们解开了撞船的秘密后,世界海事组织便制定了船与船之间的安全行驶距离,以防止类似的灾难再次发生。
      既然伯努利原理在我们生活中随处可见,除了刚才我们讨论过的飞机之外,小朋友 们还能举出来什么例子呢?对啦!小朋友看世界杯比赛里面的“香蕉球”、“弧线球”就是利用了伯努利原理,足球的旋转导致足球一侧的空气流速快,另一侧的空气流速慢,流速慢的一侧空气产生的压强就会大于流速快一侧空气产生的压强,这个压强差产生的推力就使足球改变方向,足球的轨迹就会像一只香蕉一样弯曲飞入球门啦。
      小朋友们,“听话的小球”这件展品就会大家介绍到这里,希望各位小朋友在家里、在学校能做一个“听话的孩子”。(郑州科学技术馆)

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