Ce este efectul Bernoulli?

Efectul Bernoulli, sau principiul Bernoulli sau legea lui Bernoulli, este o afirmație a relației dintre viteza curgerii și presiune într-un sistem fluid; în esență, când viteza curgerii orizontale printr-un fluid crește, presiunea scade. Acest efect și principiul care afirmă acest lucru în mod formal, a fost descoperit de renumitul matematician Daniel Bernoulli, care a publicat pentru prima dată formularea sa în 1738. Deoarece cuvântul „fluid” în fizică se referă la comportamentul atât al lichidelor, cât și al gazelor, cum ar fi aerul, efectul Bernoulli poate fi observat atât în ​​sisteme hidrodinamice sau fluide, cât și în sisteme aerodinamice sau gazoase.

Un exemplu comun folosit pentru a explica efectul Bernoulli este fluxul de fluid printr-o conductă. Dacă fluidul se mișcă uniform prin conductă, atunci singurele forțe care acționează asupra fluidului sunt propria sa greutate și presiunea fluidului însuși. Acum, dacă conducta se îngustează, fluidul trebuie să accelereze, deoarece aceeași cantitate de fluid se deplasează printr-un spațiu mai mic. Cu toate acestea, dacă fluidul se mișcă uniform și greutatea nu s-a schimbat, atunci singurul mod prin care fluidul se va mișca mai repede este dacă presiunea din spatele fluidului este mai mare decât presiunea din față. Astfel, presiunea trebuie să scadă pe măsură ce viteza crește.

Deoarece aerul poate fi considerat un fluid (în fizică, orice curge este considerat fluid), efectul Bernoulli este frecvent utilizat în modelarea sistemelor aerodinamice. Mașinile de curse folosesc efectul Bernoulli pentru a le menține pe drum la viteze mari; prin utilizarea unei aripioare de coadă înclinată astfel încât presiunea aerului deasupra aripioarei să fie mai mare decât dedesubt, mașina este în esență ținută în jos de presiunea atmosferică. Acest lucru menține mașina pe șosea prin anularea „derivei” și permite șoferului un control și siguranță mai mare. Avioanele folosesc efectul Bernoulli în mod opus pentru a ajuta la generarea portanței. Alte aplicații comune, în lumea reală, ale efectului Bernoulli includ carburatoarele, care aplică efectul pentru a aspira și amesteca aer și combustibil, și nave cu pânze, care pot genera forță de propulsie atât din vânt, cât și din diferența de presiune descrisă de principiul lui Bernoulli.

Deși există diferite formulări ale ecuației lui Bernoulli, care este o declarație matematică formală a principiului, efectul Bernoulli poate fi observat în fiecare tip de sistem pe care formulările îl descriu. Fiecare formulare descrie un set diferit de caracteristici ale fluidului – debit incompresibil, debit potențial instabil și așa mai departe – dar efectul Bernoulli este în general observabil în fiecare sistem. Cu toate acestea, există anumite cazuri în care principiul este invalid și, în acele cazuri, efectul este la fel.