Номер 1, страница 155, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Механика жидкостей и газов. Параграф 36. Подъёмная сила крыла самолёта. Летательные аппараты, подводные крылья, антикрыло. Вопросы и задания - номер 1, страница 155.

Условие.

1. Какова физическая причина возникновения подъёмной силы крыла самолёта?

Решение.

Физическая причина возникновения подъёмной силы крыла самолёта заключается в разности давлений воздуха на его верхней и нижней поверхностях. Эта разность возникает из-за особой аэродинамической формы профиля крыла и его взаимодействия с набегающим потоком воздуха. Данное явление объясняется законом Бернулли и законами Ньютона.

Профиль крыла самолёта, как правило, асимметричен: верхняя поверхность более выпуклая и длинная, чем нижняя, которая является более плоской. Когда самолёт движется вперёд, поток воздуха обтекает крыло сверху и снизу.

1. Объяснение с помощью закона Бернулли.
Частицам воздуха, проходящим над более длинной верхней поверхностью крыла, приходится двигаться с большей скоростью по сравнению с частицами, которые проходят под более короткой и плоской нижней поверхностью. Согласно закону Бернулли, в областях с более высокой скоростью потока жидкости или газа давление ниже. Математически для горизонтального потока это можно выразить уравнением:$p + \frac{1}{2}\rho v^2 = \text{const}$где $\text{p}$ – статическое давление, $\rho$ – плотность воздуха, а $\text{v}$ – скорость потока.Поскольку скорость воздуха над крылом ($v_{верх}$) больше скорости воздуха под крылом ($v_{низ}$), давление над крылом ($p_{верх}$) становится меньше, чем давление под крылом ($p_{низ}$). Возникает разность давлений, которая создаёт силу, направленную снизу вверх. Эта сила и является подъёмной силой.

2. Объяснение с помощью законов Ньютона.
Крыло самолёта обычно расположено под небольшим углом к набегающему потоку воздуха (этот угол называется углом атаки). Благодаря своей форме и такому расположению, крыло при движении отбрасывает поток воздуха вниз. Согласно третьему закону Ньютона, на всякое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Так как крыло действует на массу воздуха с силой, направленной вниз, то воздух, в свою очередь, действует на крыло с равной по модулю силой, направленной вверх. Эта сила противодействия и является подъёмной силой.

Оба подхода не исключают, а дополняют друг друга, описывая одно и то же сложное физическое явление с разных сторон.

Ответ: Физическая причина возникновения подъёмной силы крыла самолёта — это создание разности давлений между нижней и верхней поверхностями крыла. Из-за выпуклой формы верхней поверхности скорость обтекающего её воздуха выше, а давление, согласно закону Бернулли, ниже, чем под плоской нижней поверхностью. Возникающая разница давлений порождает выталкивающую силу, направленную вверх. Также это явление объясняется третьим законом Ньютона: крыло отбрасывает воздушный поток вниз, а воздух в ответ толкает крыло вверх.