lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Blåsningar

 

En del av de här försöken kan ibland vara lite kluriga att lyckas med - ge inte upp direkt utan träna några minuter så att du får en känsla för hur du ska göra.

 

Vad är Bernoullis princip?

Bernoullis princip säger att trycket i en strömmande vätska eller gas sjunker när farten ökar. I försöken blåser vi för att öka farten och därmed sänka lufttrycket.

Java applet: Animated Demonstration of Bernoulli's Principle

Tumregel:

  • Hög hastighet - lågt tryck
  • Låg hastighet - högt tryck

Pappersark och äpplen

I försöken med ett pappersark och med äpplen blåser man på papprets ovansida respektive mellan äpplena så att lufttrycket sjunker. På papprets undersida och på äpplenas utsidor är lufttrycket normalt. Det blir en resulterande kraft uppåt på pappret och inåt på äpplena.

Försöket med äpplen kan varieras på flera sätt. Prova pingisbollar, ballonger med eller utan lite vatten i eller blås mellan två tomma läskburkar som kan rulla mot varandra.

Sprayflaskan

I sprayflaskan sänker man trycket ovanför sugröret i glaset genom att blåsa. Lufttrycket blir då lägre vid vätskeytan inne i sugröret än utanför, där lufttrycket är normalt. Vätska trycks då upp genom sugröret. Om vätskan når ända upp till sugrörets mynningen sprids den ut i luftströmmen. Det här är principen i äldre tiders parfymflaskor där man tryckte på en boll för att få en parfymdusch.

Blåsa fast en papperslapp

När man blåser genom trådrullen skapas ett luftflöde mellan pappret och trådrullens botten. Trycket blir lågt här och det normala (högre) lufttrycket på andra sidan pappret hindrar pappret från att falla.

Bernoullipåse

När man blåser mot påsens mynning sänks trycket inne i påsen där luften rör sig. Eftersom mynningen är öppen och trycket högre utanför påsen än inne i den trycks luft in genom öppningen. Påsen i filmen innehöll nästan 30 liter luft efter att vi hade blåst i den (ett andetag) och så stor lungvolym har vi inte.

Vi har använt påsar till speciella blöjsophinkar; påsarna finns att köpa i form av refill-kassetter.

Alega säljer ett paket med fyra avlånga påsar tillsammans med instruktioner (artikelnummer ME43). Vi har inte provat deras påsar, men principen är densamma som i vår version.

Magiskt mynt

Trycket ovanför myntet sänks då man blåser. Lufttrycket i den luft som finns mellan bordet och myntet är dock normalt. Myntet trycks upp och kan sedan följa med luftströmmen in i koppen.

YouTube: Levitating Coin Trick

YouTube: Bernoulli's Principle

Pingisboll i tratt

När man blåser i tratten sänks trycket där luften strömmar snabbt, alltså under bollen och på dess sidor. Tryckskillnaden trycker då bollen mot tratten.

Pingisboll och hårfön

När man blåser rakt upp blir det en uppåtriktad kraft (friktion mellan luften och bollen) på bollen som kompenserar dess tyngd. Utanför luftströmmen är trycket högre än inne i den och bollen trycks tillbaka in i luftströmmen om den vinglar lite i sidled.

När man lutar hårfönen eller sugröret kommer bollen att hänga i luftströmmens underkant. Trycket på bollens nederkant (utanför luftströmmen) är då högre än på dess överkant (i luftströmmen) och bollen hålls svävande.

Beskrivning av krafterna som verkar på bollen (69 kb)

Experimentet kan också göras med ett tjockt sugrör och en flörtkula.

Arbeta med experimenten

Rita bilder, eventuellt bara för ett par av försöken, där du visar var luftflödet är snabbare och var trycket blir lågt. Lämna några av försöken utan förklaring och låt eleverna föreslå vad som händer.

Att använda Bernoullipåsen och pingisboll i tratt till att utmana elever är oftast uppskattat och roligt. Slå vad om att du kan blåsa upp påsen med ett enda andetag eller att ingen kan blåsa bollen ur tratten.

 Film (flash): Ping Pong Ball Demonstration for Bernoulli' Experiment

Beräkna volymen av den uppblåsta Bernoullipåsen och jämför med elevernas lungvolym. Oftast finns det utrustning för att mäta lungvolym på skolor.

Sprayflaska - använd först ett långt sugrör för att visa hur vätskenivån höjs när man blåser. Tycker du att det syns lite dåligt, använd ett ljust sugrör och kanske mörk eller färgad vätska. Klipp sedan av sugröret tills det är möjligt att åstadkomma sprayeffekten.

Det går att beräkna hur stor trycksänkning ni kan åstadkomma genom att blåsa ovanför sugröret (för äldre elever...).

Beräkna lufttrycket i sugröret kan från vätskepelarens höjd. (PDF, 79KB)

Wikipedia: kvicksilverbarometern

Sug eller tryck?

Många elever vill säkert gärna använda ordet sug istället för tryck för att uttrycka sig om försöken. Det vardagliga ordet sug är, tillsammans med undertryck, egentligen onödiga begrepp. Försök poängtera att det inte finns olika slags tryck eller "aktivt sug". Begreppet tryck är fullt tillräckligt för att skapa en modell för vad som händer i försöken.

För att experimenten ska tillföra så mycket som möjligt till elevernas begreppsbildning är det viktigt att hela tiden lyfta fram tryckskillnaderna som uppkommer i försöken och hur dessa leder till krafter på föremål.

Fler exempel på Bernoullis princip

Hustak i orkanvind

När kraftiga vindar viner över ett hustak, uppstår ett lägre lufttryck utanpå taket. Taket trycks då utåt på grund av det högre lufttrycket inne i huset och kan lossna om kraften blir tillräckligt stor. Jämför med att blåsa över ett pappersark.

Farlig fartvind

Om du cyklar och blir omkörd av en lastbil, eller om du kör bil och möter en buss eller lastbil, uppstår en särskilt hög fartvind mellan dig och det andra fordonet. Luften strömmar fort här vilket leder till ett område med lägre tryck. Du kan då känna att du trycks mot det andra fordonet.

Andas i motvind

Alla har säkert upplevt att man kan få kippa efter andan i blåsväder. En kraftig vind utanför munnen gör att det blir lägre tryck här än i lungorna. Man kan då få en känsla av att luften trycks ut ur lungorna och att det är kämpigt att dra ett nytt andetag.

Bråck (aneurysm)

Ibland blir blodkärl i kroppen något utvidgade. Det kan vara enbart missklädsamt om det gäller ett ytligt blodkärl, men livshotande om t.ex. stora kroppspulsådern drabbas. När kärlet vidgats en aning flödar blodet något långsammare här, vilket leder till ett ökat tryck enligt Bernoullis princip. Kärlet vidgas då ännu mer, och de redan försvagade kärlväggarna utsätts för ett ännu högre tryck vilket kan leda till att pulsådern brister.

Drag i skorstenen

Det blir bättre drag i skorstenen om det blåser - trycket i den strömmande luften utanför huset är lägre än inuti huset och röken dras ut av tryckskillnaden.

Flygplan

Det här är ett knivigt exempel; det finns flera beskrivningar om hur det här går till. Vi vill påpeka att den vanliga föreställningen om "equal transit time", dvs att luftmolekyler ovan och under vingen måste ta lika lång tid på sig från vingens framända till bakändan inte är korrekt- experiment i vindtunnlar visar att luften ovanför vingen strömmar fortare än så.

Tänk på att Bernoullis princip inte säger något om varför luften strömmar snabbare på vingens ovansida; utan bara att om den gör det så blir trycket lägre här.

Det debatteras hurvida Bernoullis princip eller Newtons tredje lag är förklaringen till att flygplan kan lyfta. En vitt spridd åsikt är att de båda versionerna endast är olika sätt att se på samma fenomen, och således lika korrekta.

Bernoulli and Newton

Bernoulli Or Newton: Who's Right About Lift?

Frågelådan om flygplan

Fartyg

Hur djupt ett fartyg ligger i vattnet beror på vattentrycket. Om ett fartyg med viss afrt seglar in på grundare vatten eller in i en smal kanal, kommer det att ligga lite djupare är innan på grund av Bernoullis princip. Mer on detta finns i vår frågelåda.

Frågelådan - fartygs djupgående

Källor

En del av försöken är "allmänt kända" och vitt spridda och där anger vi ingen källa. Andra försök har vi fått kännedom om från specifika websidor som vi listar här.

Blåsa fast papperslapp: Exploratorium snacks

Blåsa fast papperslapp: experiment 4 från den här sidan

Bernoullipåse: The Bernoulli bag

Magiskt mynt: experiment 3 från den här sidan

Pingisboll i tratt: Här används en avsågad PET-flaska.