风吹沙堆
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发布时间：2024-10-04 15:23
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热心网友
时间：2024-10-04 15:27
最近我们的练习资料又出现了一道题，据说是某地的中考题：如下图所示，风从左边吹来，沙丘将向什么方向移动？标准答案是：向左。用意很明显，左边气流流速大，压强小；右边气流流速小，压强大。
果真是这样吗？现实生活中我们见过沙子逆着风来的方向飞吗？明显的荒谬可笑。要是真的这样，桌上的灰尘恐怕就吹不掉了，越吹越向人的方向跑。吐口水时就会吐不出了，越吐口水越往嘴里钻。要是真的这样，北京发生沙尘暴，就不是因为北边有风把沙子吹来，而是北京有风向北吹了！
其实事实很明显，风从左边吹来，沙子当然就吹到右边去了嘛！干嘛为了套用伯努利原理，就不顾生活经验，想象出这样的结果？实在可笑！不过同样让人感到奇怪的是，是什么人审查通过了这道题？敢情编题人和审查人都不懂伯努利原理吧？
我想实际当中沙丘当然是向右移动的。可是怎样用伯努利原理说明这个问题呢？说老实话，我也不懂伯努利原理，我准备主要地从别的角度来说明这个问题。
风是空气中出现压强差产生的，风向是从压强大的地方吹向压强小的地方。如果没有风，沙丘左右边的压强相等。如果温度相等，气体密度也相等。
风从左边向右吹时，左边增加了很多气体，密度变大。同时吹来的空气是向右运动的，它们都要对沙丘的左侧产生压强。所以，风从左侧向右侧吹时，左侧压强较大，沙子被吹到右边。
有人会问：用漏斗吹兵乓球又是怎么回事？那实验不是吹的一端气压比不吹的一端小吗？气流吹来的方向气压不是比较小吗？兵乓球不是向气流吹来的方向运动吗？
漏斗和沙丘的情况是不同的。请看上图，左图表示不吹气时，兵乓球周围的压强相等，右图表示吹气时各部分压强的变化情况。我们必须认识到，吹气时，漏斗的圆管部分压强是变大了的，它的道理和刚才讲的风吹沙丘是一样的；而乒乓球下方的压强则不变。既然这样，乒乓球为什么不掉下来？原来，p1 虽大，但它的受力面积S1却较小，所以F1并没有大于F3。而乒乓球上表面除S1以外的部分则因气流流速较大，压强较小，使得产生的压力F2较小。总地说，乒乓球上方的压力之和F1+F2在气流大于一定值时，将小于下方压力F3，使乒乓球不掉下来。由此可见，乒乓球之所以不落下来，关键在于漏斗的圆管截面积是小于圆锥部分的。在敞开的环境吹乒乓球，乒乓球当然就会向右滚。沙丘当然也是这个道理。
我在上面的讨论中，认为正吹向乒乓球的气流对乒乓球的压强大，而沿乒乓球表面的气流对乒乓球的气压小。这肯定是对的，可是我却说不出这是基于什么物理原理。希望有人能帮忙指出下。
一直觉得许多人应用伯努利原理分析问题都是在乱用。比如，我看到书上有这样的话：
明确指出伯努利原理是在同一流线上成立。前面那种认为风吹沙堆沙堆就向风来的方向动的人，恐怕就是错在这里。但是具体怎么分析，我一时弄不清楚，希望有其他老师参与进来，分析一下。
热心网友
时间：2024-10-04 15:27
