试说明气体对风筝作用力的产生原因及作用力的方向

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 16:52:18
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为什麼风筝能在天空中飞翔?
理论上风筝比空气重,为什麼它能在天空中飞翔而不从空中掉下来?

要使风筝能够起飞并在天空中飞翔,必须具备的条件是:风。

风筝迎风向前倾斜,迎风的平面与水平线间构成「迎角」(或称「迎风角」)。迎角的变化,对於风筝在气流中运动所产生的「升力」,有直接的影响。

由於适当的迎角,使风筝面的气流受到阻挡,速度变慢,气流的一部分动能变成力势能,压力就加强。最大的压力集中在气流的分界处(也就是「吃风点」)。从这一点,气流分开,顺风筝的上下和左右的边绕过去,这个过程就是「泻风」(或称排风)。气流经过风筝前边缘时的速度最大,是空气最紧缩之处。气流经过风筝前缘以后,全部气流向下倾斜,由於来不及在风筝后面密集,形成空气稀薄而压力较低的区域。这时风筝上下表面的压力差,作用到风筝上,这个力的方向是从高压指向低压。只要风筝的迎角适当,就能使这个力指向风筝的后上方,这个力在空气动力学上分解为与飞行方向平行的「阻力」,和与飞行方向垂直的「升力」。

前者起阻挡的作用,后者起托举升腾的作用。

作用在风筝上的力,还有风筝本身的重量(或称「重力」)和要有来自放飞点的「牵引力」(或称「拉力」)。
当总空气动力大於重力时,风筝就会腾空而飞。

众所周知,风筝上天有两个必要的条件:(1)风筝要在有风的天气下,风筝才能放飞;(2)风筝都得有提线的牵引,“断线的风筝”在短暂的飘远之后必定会掉下来。

扬力作用

扬力的产生:风筝在空中受风,空气会分成上下流层。通过风筝下层的空气受风筝面的阻塞,空气的流速减低,气压升高;上层的空气流通舒畅,流速增强,致使气压减低;扬力即是由这种气压之差而产生的,这正是风筝能够上升的原因。

以上可知,扬力的产生有2个要素:(1)风力;(2)牵引力;这就解释了开头提出的问题。在风力、牵引力和由此产生的扬力三个力的作用下,风筝在空中基本上是达到受力平衡的。

风筝在空中的受力:风力的方向基本上是水平方向,而风筝受风的角度和上扬力的大