2022年广东公务员考试常识积累:生活中的伯努利原理

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行测考试中的常识部分内容非常丰富,涵盖了政治、法律、经济、人文、地理、科技、生活等诸多领域,要求考生进行长期持续的学习和准备。近期广东公务员考试网(www.gdgwyw.com)向考生们介绍的是与日常生活密切相关的伯努利原理知识要点。

伯努利是瑞士的物理学家、数学家兼医学家。他是伯努利数学家族第四代中最为出色的成员,家族共有十位成员。他十六岁时进入巴塞尔大学研习哲学和逻辑学,并成功获得哲学学衔。十七岁到二十岁期间,他又转而学习医学,于1721年取得医学学衔,成为知名的外科医生,还曾担任解剖学讲师。然而,在父兄的影响下,他最终回归到数理科学领域。伯努利在诸多领域都取得了成就,除了流体力学这一核心研究方向,他还涉足天文学测量、引力研究、行星运行轨迹分析、磁现象探究、海洋学以及潮汐现象研究。

伯努利原理

丹尼尔·伯努利于1726年首次阐述,流体运行速度较缓时,其内部压力较高;当流体运行速度加快时,其内部压力则会随之降低。这一发现被归纳为“伯努利原理”。

我们手握两张纸片,向纸片缝隙处吹气,观察到的现象是纸片不会向两侧散开,反而被推向中间靠拢。这是因为纸片之间的空气流动速度加快,导致该处气压降低,而纸片外侧的空气保持静止状态,气压较高。外侧气压较大的空气产生压力差,将两张纸片挤压在一起。这个实验现象能够直观地说明伯努利原理的基本原理。

1、列车(地铁)站台的安全线

火车站台都设有黄色警戒线。列车高速行驶时,靠近车厢的空气会随之快速流动,导致气压降低。站台上的乘客如果过于靠近列车,身体前后会形成显著的气压差异。身后较大的压力会将乘客推向列车,从而造成危险。

因此开元棋官方正版下载,当火车,或者说是大型货车、大型客车,高速驶近时,你千万不能站在轨道,或道路旁边,因为高速行驶的火车,或汽车,对紧挨着它们的人会产生相当大的拉扯作用。有人进行过测量,发现当火车以每小时五十公里的速度行驶时,大约有八公斤的力会从后面将人吸向火车。

2、船吸现象

1912年秋季,名为“奥林匹克”的大型邮轮于广阔海面上行进,在其前方百米之遥,一艘体量远逊的装甲巡洋舰“豪克”正高速前进,两舰几乎并驾齐驱,同向航行。转瞬间,正全速前行的“豪克”舰突然失去控制,仿佛被巨轮引力牵引,完全无视舵手指令,径直朝着“奥林匹克”号全速撞去。最终,“豪克”号的船首碰到了“奥林匹克”号的船边,撞开了一个大缺口,导致一起严重海难事件发生。

这次海面上的意外事件,源于“伯努利原理”的作用。根据流体力学的“伯努利原理”,流体的压强和它的流速存在关联,流速增加,压强就会降低。

两船并排驶进时,船头中间的水会加速流动,两侧的水流速较慢,导致中间水对船身内侧产生的推力小于外侧水对船身外侧施加的推力。外侧水的推力会把两船往中间推,使得它们逐渐靠近,最终可能发生碰撞。“豪克”号体积相对较小,在同等推力下,它向中间移动的速度明显快于“奥林匹克”号,这种速度差异导致了“豪克”号与“奥林匹克”号相撞的悲剧。现在航海上把这种现象称为“船吸现象”。

3、游泳

掌握了伯努利定律,就能知晓:为何在江水汹涌的河段中泅渡存在极大风险。经测算,当河中心的水流速度达到每秒一米时,大约有三十公斤的力在拉扯、推搡人体,即便是游泳技艺精湛的健将也会感到胆怯。

4、刮风掀翻屋顶或压垮大桥

风来临时,屋顶上方的气流速度极快,与风的速度相同,而屋顶下方的空气则几乎静止不动。依照伯努利原理,此时屋顶下方的气压要高于屋顶上方的气压。倘若风力持续增强,那么屋顶上下之间的气压差距也会随之增大,一旦风速达到了某个临界值,巨大的压力差便会猛地将屋顶掀翻!依照我国唐代卓越诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中吟咏的意境:“八月秋深狂风大作,掀翻我顶上好几层茅草。”

飓风导致桥梁损毁,也是“伯努利效应”所致:飓风掠过桥梁时,会从桥身顶部和桥洞中穿过。由于桥洞的横截面积相较于桥面要小,因此风通过时速度加快,压强降低,而桥面上的风速度较缓,压强较高。由此形成了压强差异。倘若桥梁无法抵御这种压力,便会被压垮。

5、香蕉球 (弧线球)

如果你常看足球赛事的话,肯定见识过前场直接任意球。这种情况下,防守队常派五六名球员在球门前筑起一道屏障,目的是封锁进球方向。而进攻队的罚球队员,随即踢出一记强力射门,皮球绕过那道屏障,起初似乎要飞出球门范围,但紧接着却以漂亮的弧线改变方向,直扑球门,使守门员完全无法反应,只能目送皮球滚入网窝。这种现象被称作非常奇妙的“香蕉球”。

足球为何会划过空中曲线呢?这源于踢“弧线球”的技巧,球员并非正中球心,而是略微偏斜,用脚背触碰球体,让球在飞行中持续自转。球体前移时,空气会正面阻挡其后退,同时球体与空气摩擦,带动周围空气随球旋转。球体一侧的气流变得迅速,而另一侧的气流变得迟缓。

伯努利效应揭示:气流速度加快时,其内部压力便会降低。足球两侧的空气运动速率存在差异,导致它们施加在足球上的压力强度不同。这种压力不平衡,使得足球在空气推力的引导下,被迫朝向气流速度更快的方向偏转。

6、喷雾器

喷雾器是利用流速大、压强小的原理制成的。

气体从孔洞快速逸散,洞口附近气压低,容器内液面空气压强高,液体沿细管向下移动,从管口排出,离开管口时遭遇气流冲击,化作细小水珠。

7、翼型升力

飞行器得以升空,关键在于“伯努利效应”。翼型构造上翘下平,迎向气流时,上方气流速度较快,压强较小,下方气流速度较慢,压强较大,由此产生压强差,形成支撑力。

刷题巩固

擅长足球的选手会借助特殊方法让射出的皮球在空中发生自转,转动中的球体在飞行时会突然偏离既定轨迹并产生侧向偏移,这种现象称作“弧线球”。以下各项所涉及的力学原理与弧线球的形成机制不相一致的是(     )

A.飞机机翼通常设计为上沿是弧形,下沿是平的

B.用吸管喝袋装牛奶,喝完后用力吸一下,袋子瘪了

C.火车站台设置黄色安全线以警示乘客与列车保持距离

两张A4纸彼此间隔五厘米,以垂直姿态摆放,若向它们中间用力鼓气,这两张纸便会彼此靠近

【解析】B。这个题目是关于科学知识的考察。“香蕉球”能够沿着曲线飞行,关键在于伯努利效应的作用,这个效应说明速度增加的地方压强会降低。足球被踢出弧线球时,它会一边自转一边向前移动,由此在球体周围产生同向旋转的气流层,这股气流层与足球行进轨迹相合的一侧,气流速度会加快,空气压力会降低,而与足球行进轨迹相背的一侧,气流速度会减缓,空气压力会升高。因为两侧承受的气压存在差异,在气压差的作用下,球体便会朝向气压较低的一方偏转。

A项准确无误,依据伯努利法则,飞行中的飞机机翼将气流区分成上下两个区域,上方的气流沿曲线前进,速度较快,压力较低,下方的气流沿直线行进,速度较慢,压力较高。正是因为机翼下方的压力超过了上方的压力,上下压力存在差异,从而形成了升力,让飞机得以升空。

B项不正确,当用吸管将袋内空气吸出后,袋内气压立刻降低,但外界大气压保持不变,在内外压强差异的驱动下,袋子被挤压变形。这一现象与伯努利原理无关。

C项准确无误,依据伯努利定律可知,当行人过于靠近高速行驶的列车,人和列车之间的空气会快速移动,导致该区域气压显著降低,而行人另一侧的气压保持稳定开元ky888棋牌官方版,由于内外气压存在明显差异,行人会被推向列车,从而增加发生危险的可能性,为此火车站台设有黄色警示线,提醒乘客必须与列车保持安全距离。

D项准确无误,依照伯努利定律,当在两片纸之间送风时,中间的空气运行速度会显著提升,导致该区域的气压明显降低,与此同时开yun体育官网入口登录app,两片纸的外部空气几乎处于静止状态,其压强相对较高,在这样压强差的驱使下,两片纸会向中心位置相互靠近。

本题为选非题,故正确答案为B。

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