Wat is de simpele definitie van de wet van Bernoulli?

Nynke, 18 jaar
25 november 2009

Ik maak mijn profielwerkstuk over een vliegtuigvleugel. Om het principe van een windtunnel uit te leggen, wil ik de wet van Bernoulli uitleggen. Ik weet alleen niet hoe ik dit kan uitleggen. Mensen die geen beta vakken hebben gestudeerd, moeten het ook begrijpen. Kunt u mij helpen? ( ik doe VWO )

Antwoord

Heel mooie invalshoek, je moet bij het verklaren van fenomenen inderdaad altijd rekening houden met de achtergrond van je publiek.

De wet van Bernoulli geeft een verband tussen druk, snelheid en hoogte in een vloeistof of gas. In wezen is de wet van Bernoulli terug te brengen tot de tweede wet van Newton: F=m.a: om iets te versnellen heb je een kracht nodig (en om iets op te tillen in het gravitatieveld ook).

Laat ons een horizontale luchtstroming bekijken en laat ons een klein luchtpakketje volgen in die luchtstroming dat zich van punt a naar punt b verplaatst (we gaan ervan uit dat er geen turbulentie is in de stroming). Stel dat de snelheid van dat luchtpakketje in punt b groter is dan in punt a: dit wil zeggen dat het pakketje tussen a en b is versneld en dit kan alleen maar als er een kracht op aangrijpt (volgens de tweede wet van Newton). Die kracht kan alleen maar komen van een drukverschil: in punt a moet de druk groter zijn dan in punt b.

 Dus samengevat: omdat de druk in a groter is dan in b, versnelt het pakketje in zijn beweging van a naar b en is zijn snelheid in b groter dan in a. Dit is de essentie van Bernoulli.

Nu naar de vliegtuigvleugel. Je vindt nogal wat verklaringen die zich baseren op de vorm van de vleugel. De vorm van het vleugelprofiel is van secundair belang, wat belangrijk is, is wat men de aanvalshoek noemt: dit is de hoek die de vleugel maakt met de luchtstroming. Anders zou een vliegtuig nooit ondersteboven kunnen vliegen of zou een papieren vliegtuigje (dat vlakke vleugels heeft) niet kunnen vliegen. Door die aanvalshoek zal de lucht hoofdzakelijk botsen met de onderkant van de vleugel: je krijgt een luchtophoping onder de vleugel en dus een verhoging van druk ten opzichte van de bovenkant. Volgens Bernoulli zal de snelheid van de lucht aan de bovenkant van de vleugel dan groter zijn dan onderaan.

Je kan een aantal leuke proefjes doen om dit te illustreren: een blad papier dat je aan één kant vasthoudt en dat naar beneden plooit oiv zijn gewicht kan je optillen door erover te blazen, een pingpongballetje kan de in een stabiel evenwicht houden door het met een haardroger omhoog te blazen, je kan filmpjes opzoeken van sportwedstrijden waar de bal een kromlijnige baan beschrijft ten gevolge van het spinnen van de bal…

Je moet wel een beetje opletten, vloeistofdynamica is een complexe materie en Bernoulli zoals hierboven uitgelegd is sterk vereenvoudigd. Vaak zal er turbulentie optreden en dan is de beschrijving veel ingewikkelder. Gelukkig zijn deze effecten gelijkaardig aan Bernoulli, zodat ze nooit de pret van je proefjes zullen verstoren.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen