พายุโซนร้อน"แอรี"พัดขึ้นชายฝั่งทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือของฟิลิปปินส์เมื่อเมื่วันที่ 8 พ.ค. 2554 ทำให้เกิดลมแรง ฝนตกหนักและดินถล่ม มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อย 9 คนและบ้านเรือนเสียหาย ชาวบ้านกว่า 1 แสนคน ไร้ที่อยูอาศัย
เวลาเกิดพายุ การเคลื่อที่ของมวลอากาศ จากที่ที่มีความดันสูง ไปสู่ที่ที่มีความดันต่ำ ความแรงของพายุ ขึ้นกับความเร็วลมซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นเกิดจากแรงยกของอากาศและแรงดันของอากาศ ในที่นี้เราจะพูดถึงแรงยกของอาศเมื่อเกิดลมพายุทำให้หลังคาบ้านเรือนพังเสียหายหรือสามารถยกวัตถุให้ลอยขึ้นจากพื้นได้ การอธิบายเรื่องนี้ใช้ หลักของแบร์นูลลี (Bernoulli 's Principle)
เนื้อหาสำหรับ
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ รายวิชาฟิสิกส์ ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5
หลักของแบร์นูลลี
(Bernoulli 's Principle)
เป็นหลักการเดียวกันกับที่เกิดแรงยกของปีกเครื่องบิน
ดังรูป
สมการของแบร์นูลลี (Bernoulli's Equetion ) สมการแบร์นุลลี เป็นสมการของกฏอนุรักษ์พลังงาน
การประยุกต์ สมการแบร์นูลลี
1. การหาอัตราเร็วของของเหลวที่พุ่งออกจากรูเล็กๆ
ดังรูป
.jpg)
ซึ่งมีสมการการไหลของน้ำที่รูด้านข้าง คือ
รูปสมการ
2. มาตรเวนจูรี เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ วัดอัตราการไหลของของไหลในท่อ เนื่องจากท่ออยู่ในแนวระดับ สมการของแบร์นูลลี สามารถเขียนได้ว่า “ผลรวมของความดัน พลังงานจลน์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร และพลังงานศักย์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ณ ตำแหน่งใด ๆ ภายในท่อที่ของไหลผ่านมีค่าคงตัวเสมอ”
ดัง รูป
ที่มาของภาพ : ภาพจากเวบไซต์
https://www.sa.ac.th/winyoo/Fluid/images/venturi.gif
และมีสมการ เป็น
3. แรงยกของปีกเครื่องบิน
ลักษณะปีกเครื่องบินด้านบนของปีกโค้งมน ส่วนด้านล่างของปีกจะราบ เมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านปีกเครื่องบินจะทำให้อากาศด้านบนปีกมีความเร็วมากกว่าบริเวณใต้ปีก ทำให้ความดันอากาศด้านใต้ปีกมากกว่าความดันอากาศด้านบนของปีกเครื่องบิน จึงทำให้เกิด แรงยก ทำให้เครื่องบินสามารถยกตัวขึ้นได้ (ในกรณีนี้เราถือว่าระดับความสูงไม่เปลี่ยนเพราะความสูงแตกต่างกันน้อยมากประกอบกับความหนาแน่นของอากาศมีค่าน้อย) ดังรูป ด้านล่าง เราสามารถนำหลักการนี้ไปอธิบาย เวลาที่เกิดพายุ พายุสามารถพัดพาเอาหลังคาบ้านไปตกที่ไกล ๆ จากตัวบ้านได้
มีสมการของแรงยก คือ
รูป แรงยก
รูป แรงยกที่ปีกเครื่องบิน 1 แรงยกที่ปีกเครื่องบิน 2
กิจกรรม
1. เวลาที่เราขับรถเร็ว ๆ การบังคับรถจะยากขึ้นเพราะเหตุใด
2. การติดสปอยเลอร์กับรถยนต์ มีความจำเป็นอย่างไร ควรติดกับรถประเภทใด
3. อธิบายการทำงานของกระบอกฉีดยาฆ่าแมลงหรือ อุปกรณ์พ่นสี ดังรูป
บูรณาาการ
ให้นักเรียนศึกษาการเคลื่อนที่ของลูกบอล(ลูกฟุตบอล,บาสเกตบอล,วอวเลบอล)ที่กำลังหมุน
ให้นักเรียนอภิปรายการแข่งขันทางความเร็วของรถยนต์และรถจักรยานยนต์ เกี่ยวข้องกับ สมการของแบร์นูลลีอย่างไร
แหล่งความรู้
https://www.physic2u.com/Topic2/Fluid/Fluid.html
https://www.thaigoodview.com/node/92017
https://www.sa.ac.th/winyoo/Fluid/fluid.htm
https://www.pt.ac.th/ptweb/prajead/liquid/BERNOULI/Bernouli.htm
https://www.sa.ac.th/winyoo/Fluid/images/bernuo1.gif
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=3738