בוידאו האחרון עברתי על הנושא של עילוי ואיך הוא קשור לחוק ברנולי
בוידאו הזה אני רוצה לחקור את הנושא יותר לעומק
אני אדבר על חוק ברנולי ועל דברים אחרים ועד סוף הוידאו זה יהיה יותר ברור איך כח העילוי נוצר
יש דברים שלא אזכיר כאן ואדבר עליהם בוידאו הבא
בוידאו הזה אתרכז בחוק ברנולי, משטחים עקומים וכדומה
בואו נדבר קצת על חוק ברנולי, הוא על שם דניאל ברנולי, מתמטיקאי שוויצרי שחי במאה ה 18
הדוגמה הקלאסית היא עם מבחנה שיש לה צד רחב וצד צר ובפנים יש נוזל שנע לצד ימין
לנוזל יש מהירות V1 בצד הרחב ו V2 בצד הצר
המהירות של הנוזל בצד הצר (V2) תהיה גדולה יותר מהצד הרחב (V1), זה די אינטואיטיבי
אם לדוגמא אתם לוחצים על צינור, זרימת המים תהיה הרבה יותר מהירה בצד הצר
ההבדל במהירות קשור לחוק שימור האנרגיה
ברנולי שאל מה הקשר בין מהירות ולחץ, מסתבר שיש קשר ביניהם
היחס הוא כפי שמתואר במשוואה...
לחץ - P, צפיפות - קשורה לחומר בתוך המבחנה, זהו מספר קבוע
V - מהירות, ו C הוא קבוע כלשהו
לצורך הדיון אני מניח שההתנהגות של נוזל דומה לגז
זו הנחה הגיונית לדיון שלנו
אני יכול להשוות בין 2 הצדדים, הצר והעבה
ומכאן להסיק שאם P1 גדול מ P2 אז V2 גדול מ V1, ולהיפך
אם V2 גדול מ P1 ,V1 יהיה גדול מ P2, זה יחס דו כיווני
זה היה חוק ברנולי, אפשר להמשיך...
נניח שהדלקתם נר
ואתם מחזיקים חפץ עגול כמו כוס מול הנר, ואז נושפים אוויר לכיוונו
מה יקרה?
הייתם מצפים שהאוויר ימשיך למעלה אבל הוא יתקדם לכיוון הנר
למעשה יכול להיות שתצליחו לכבות את הנר, תוכלו לנסות את זה בבית...
האוויר ינוע לאורך הגוף העגול ויגיע לנר, זה נראה מוזר אך זה מה שקורה
לתופעה זו קוראים אפקט קואנדה
קואנדה היה מהנדס אווירונאוטיקה רומני שתאר לראשונה את התופעה הזו
נסתכל שוב על מה בדיוק קורה כאן...
יש אוויר שמגיע למשטח, זה יכול להיות הכוס או משהו דומה
האוויר פוגע במשטח
מה שקורה הוא ואני מתאר זאת באופן מופשט יחסית
האוויר שמגיע למשטח 'דוחף' את מולקולות האוויר שהיו שם מקודם וזה יוצר איזור של לחץ נמוך ששואב את האוויר
וזה ממשיך לקרות עד שהאוויר נע לכל אורך המשטח
האוויר נע לאורך המשטח המקומר וזה אפקט קואנדה
כתוצאה מתנועה זו יש לחץ חיצוני גדול יותר ש'מדביק' את האוויר למשטח
זה מה שקורה גם עם הכנף של המטוס, האוויר נע לאורך הכנף הקמורה
יש עוד דוגמה נפוצה לאפקט קואנדה למרות שלמעשה זה לא אפקט קואנדה לפי ההגדרה
באפקט קואנדה מדברים על גז ופה משתמשים במים אבל זו דוגמה נפוצה ולכן אני מראה אותה
נניח שיש ברז ושמים מתחתיו גוף עגול, זה יכול להיות כוס או כף, בד"כ מדגימים את זה עם כף
ואז פותחים את המים
דבר דומה קורה, המים זורמים לאורך המשטח ולא הולכים הצידה כמו שאולי היינו מצפים
זה די מפתיע כי היינו מצפים מהמים ללכת הצידה אבל הם נעים למטה
זה משהו שאתם יכולים לבדוק בבית
זה דומה לאפקט קואנדה, תנועה של נוזל או גז לאורך משטח קמור
עכשיו אפשר להמשיך
נניח שיש גוף כלשהו, זה יכול להיות מולקולה או משהו אחר
באופן כללי יש לחץ אטמוספרי שווה על הגוף הזה מכל הכיוונים, זה המצב הקלאסי
עכשיו נניח שהגוף נע לאורך עקומה במהירות קבועה ונראה מה קורה
בגלל שהגוף נע במהירות קבוע הוא לא מפעיל לחץ שונה על הסביבה כפי שראינו ע"פ עקרון ברנולי
מצד שני על הגוף פועל הכח הצנטריפוגלי שרוצה להעיף אותו החוצה
אם לא שמעתם על הכח הצנטריפוגלי אני ממליץ על חיפוש קצר בגוגל, זו תופעה ידועה
מאידך אנו רואים שהגוף ממשיך לנוע לאורך העקומה
זה אומר שיש משהו שדוחף אותו לעבר המשטח
וזה הלחץ האטמוספרי
כך שמבחינה מעשית הדרך היחידה להסביר את התנועה של הגוף לאורך המשטח הוא ע"י הלחץ האטמוספרי שגדול יותר
מעל לגוף מאשר מתחתיו
אנו יכולים להגיד שהלחץ האטמוספרי שמגיע מלמעלה גדול יותר ובקרוב נראה למה זה חשוב
אם אתם מסתכלים על אוויר שנע בתנועה מעגלית כמו בטורנדו או מערבולת
אם אתם הולכים מבחוץ כלפי פנים הלחץ יורד
ואם אתם הולכים מבפנים כלפי חוץ הלחץ עולה
לדוגמה בטורנדו הלחץ המקסימלי יהיה בצד החיצוני והלחץ המינימלי יהיה בעין הטורנדו
וזה בעצם מה שראינו עד עכשיו, בתנועה מעגלית יש הבדלי לחצים מפנים לבחוץ ולהיפך
הגענו עכשיו לחלק החשוב ביותר בוידאו, אפשר לחזור להתחלה
יש כנף ואוויר שפוגע בה ונע מעליה ומתחתיה
מה שחשוב להבין שהדוגמה כאן היא מופשטת, האוויר לא נע בדיוק בקווים כאלו כמו בציור
אבל זה מספיק טוב לדוגמה
שאני אומר P-UP ו P-DOWN אני מתכוון לאוויר ממש מעל ומתחת לכנף, ממש קרוב
ושאני מתייחס ללחץ האטמוספרי אני מדבר על איפה שהמטוס נמצא, בקרקע או באוויר
בדיאגרמה הזו אני יודע שיש לחץ שעולה מתחת לכנף, הלחץ מתחת לכנף עולה שמתקרבים אליה
הדבר ההפוך קורה למעלה, הלחץ יורד שמתקרבים לכנף
זו רק דוגמה, המרחקים במציאות קטנים יחסית, מילימטרים או סנטימטרים
אני יכול להניח שהלחץ האטמוספרי שווה מעל ומתחת לכנף
זו הנחה הגיונית כי המרחק ביניהם לא גדול, נניח 30 ס"מ
בנוסף אני יודע ש P-atm2 הלחץ מעל הכנף גדול מ P-Up הלחץ ממש מעל הכנף בצמוד אליה
גם P-Down יהיה קצת יותר גדול מ P-atm1, כי הלחץ עולה ככל שמתקרבים לכנף
אם אני משלב את המשוואות האלו אני מגיע למסקנה חשובה שרציתי להגיע אליה מלכתחילה
שהלחץ מתחת לכנף גדול מעט מהלחץ מעל הכנף, P-down > P-up
וזה מה שרצינו לראות מההתחלה של הוידאו
עכשיו אפשר להבין מדוע הלחץ האטמוספרי מתחת לכנף גדול יותר מה שגורם להבדלי המהירות וכו'
עד עכשיו דיברתי על עילוי ועקרון ברנולי, אפקט קואנדה וכו'
אבל יש עוד גורמים שמשפיעים על עילוי
לדוגמה שהאחים רייט פיתחו את המטוס הראשון הם לא השתמשו בכנף קמורה אלא כנף שטוחה
ויש עוד דברים שלא התייחסתי אליהם
לכן הכנתי עוד וידאו שמתייחס לנקודות האלו
לדוגמה הסברים אחרים לכח העילוי
וחלקם אף יותר חשובים מעקרון ברנולי
ואדבר גם על כל מיני הנחות שעשיתי על מנת לפשט את ההסברים
הישארו מחוברים לוידאו הבא...
