Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Flyg med Bernoulli

Kvinna som blåser genom en trådrulle så att en bit kartong hänger fast undertill. Foto.

Årskurs: 7-9
Ämnesområde: Kraft och rörelse

Det vi kallar för Bernoullis princip förklarar allt från hur höststormar kan få plåttak att lyfta till hur en frisbee flyger genom luften.

Material

  • En stor trådrulle.
  • En bit tunn kartong. Till exempel ett visitkort eller ett spelkort.
  • En knappnål med stort huvud.

Tillverka

Klipp till kartongen så att du får en bit med sidan cirka 7 centimeter lång. Tryck in knappnålen mitt i kartongbiten.

Experimentet

Håll kartongbiten mot undersidan av trådrullen så att knappnålen sticker in i trådrullens hål underifrån. Knappnålen ska bara förhindra att kartongbiten rör sig för mycket i sidled.

Blås kraftigt ner genom hålet samtidigt som du släpper kartongbiten. Om biten skulle trilla i marken får du experimentera vidare med trådrullar och kartongbitar av olika storlek tills du får biten att sväva under trådrullen.

Vad händer?

När du blåser i trådrullen rusar luften genom hålet, träffar kartongbiten och pressas utåt sidorna - längs kartongen. Luften tvingas alltså ändra riktning och strömma ut genom det smala utrymmet mellan trådrullen och kartongen. Eftersom lika mycket luft måste strömma ut som in (under en viss tidsperiod) ökar luftens strömningshastighet då utrymmet minskar.

Statiskt och dynamiskt tryck
Bernoullis princip säger att trycket i en gas, eller i en vätska, består av summan av ett statiskt och ett dynamiskt tryck. Detta totaltryck är konstant. Det statiska trycket orsakas av molekylernas oordnade rörelse i gasen, medan det dynamiska trycket beror på luftens strömningshastighet, det vill säga molekylernas ordnade rörelse.

När strömningshastigheten ökar, ökar det dynamiska trycket. Om då det totala trycket ska vara konstant betyder det att det statiska trycket måste minska. På kartongbitens ovansida är det statiska trycket lägre än på undersidan. Lufttrycket som verkar på undersidan är alltså större och håller därför kartongbiten på plats.

En kraftig vindby
När en kraftig vindby sveper över ett hustak ökar luftens strömningshastighet så att det statiska trycket ovanför taket sjunker drastiskt. Man kan alltså se det som att taket "sugs" upp i luften för att sedan följa med luftströmmen en bit innan det trillar i marken. Du upplever motsvarande då du cyklar på en landsväg och blir omkörd av en lastbil. Fartvinden gör att det uppkommer en farlig sidokraft precis när bilen passerar dig.

En frisbee är konstruerad så att luften, när frisbeen rör sig genom luften, strömmar med högre hastighet på ovansidan av frisbeen än på undersidan. I figuren nedan rör sig frisbeen åt höger vilket är det samma som att säga att luften rör sig åt vänster i förhållande till frisbeen.

Teckning av hur luftströmmarna formerar sig runt en frisbee. Illustration.

Det skapas alltså ett "sug" på ovansidan eftersom det statiska trycket där är lägre än på undersidan. Detta är dock inte den enda orsaken till att frisbeen flyger. Vinkeln på frisbeen samt dess rotation som stabiliserar rörelsen har också stor betydelse.

(Materialet ingår i Science Snacks och är översatt av NRCF med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco. Besök deras hemsida för mer inspiration, ny flik)

2023-02-17