白努力效應A

鼓風機吹出來的風，不但沒有把乒乓球吹飛，反而將乒乓球固定在空中。

實驗目的

利用簡單的儀器了解白努力定律。

實驗演示

1. 測量乒乓球的重量
2. 架設好鼓風機
3. 測量風速數次取平均值
4. 調整鼓風機的仰角接近90度
5. 放上乒乓球，控制仰角使乒乓球飄浮在空中
6. 測量風速與垂地線的夾角
7. 運用拉密定理與已知值(乒乓球重量及風阻力)求得白努力效應所造成的升力B
8. 作升力B與sin關係圖

示範實驗

原理說明

1.流動的風經過乒乓球表面，產生局部的低氣壓環境，這就是所謂的「白努力效應」 ，因此乒乓球被「困」在低壓帶之中，但若沒有往上吹的風，乒乓球將會落地。

  白努力的公式為

P=流體所受的強壓，                       
ρ=流體的密度，
V=流動速度，
G=重力
h=流體所在的高度(從某參考點記)

(圖一)

乒乓球會因空氣摩擦而轉動，轉動會造成上下兩道氣流的速度不一，由白努力定律，會造成壓力差。為求壓力差所造成的浮力，我們需測量出其他的力和角度，再利用拉密定理，即可求得浮力，我們畫出乒乓球之受力圖，如圖一所示，乒乓球受三個力而平衡

設乒乓球重=W，風造成的力 A=截面積，ρ=流體的密度 V=流動速度

風的速度V可利用風車測得，將鼓風機對準葉面吹，在其中一葉面的測變貼上反光膠帶，利用8748儀器，即可測得速度，進而求得，接者我們需測得力和角度的關係，我們把鼓風機的放置一圓形量角器上，打開開關，使乒乓球處於力平衡，如圖二所示：

(圖二)

打開鼓風機，即可量得θ，由180∘-θ可得F₂所對應的角，又會垂直F₂於F₁，
所以可以得，W對應90∘，F₁對應90∘+θ，再利用拉密定理

由此可以推算出F₂=Wsin⁡θ=F₁sin⁡θ

思考問題

1. 為何乒乓球浮起後會劇烈震動但不會飛出？
2. 為何飛機能夠飛起？
3. 所畫出之B與sin關係圖是否為線性，若否誤差來源可能為？

生活中的應用

飛機的翅膀

工作人員

鍾旻峰 、陳柏中 、魏銘良

林逸瑋、李秉浩、盧玟聞、周貞佑

指導老師

傅昭銘教授