洗衣机为什么老翻衣服兜

洗衣机为什么老翻衣服兜？洗衣机为什么老翻衣服兜？ 北京大学退休人员北京大学退休人员 武际可武际可 洗衣机为什么老翻衣服兜？洗衣机为什么老翻衣服兜？ • 常用洗衣机洗衣服都有一种体 验，即洗衣机把衣服洗完后， 衣服的兜常常被翻过来。兜里 如果原来有钢币或别的东西， 也会被掏出来。这是怎么回 事？ 伯努利定律伯努利定律 • 要解释这种现象，得从流体力学的一个基本原理 说起。这就是伯努利定律。这个定律说，在一条 流线上，流体质点的速度与在这点的压强成反 比。也就是速度愈大压强愈小。更具体地说是沿 着一根流线，我们设流体质点的速度为v密度为 ρ，这点的压强为p，它们之间有关系。1 2 pρ + =常数2v 。 E.Torricelli(1608E.Torricelli(1608--1647)1647)定律定律 • 瓶上部和每个 孔口的压强都 是一个大气 压。水的密度 是1，于是有 2v gh= 实验演示实验演示 11 22 ΔΔhh 实验演示实验演示 洗衣机洗衣的情形洗衣机洗衣的情形 • 现在我们来看被洗的衣服在洗衣机里的情形。当 洗衣机转动时，衣服兜的口附近流体有一个相当 的速度，而衣服兜的底部流体的速度就要小。这 是因为裤兜的底部是在裤筒里，上衣的衣兜底部 也是裹在衣服的里头，所以那里的流体相对于衣 服的速度要小得多。根据伯努利定律，衣兜底部 的压强就比衣兜口附近的大，这种压差就会驱使 水从衣兜底部流向衣兜口。洗衣机反复转动，这 种压差就一次次使流体从兜底流向兜口，这种流 动就足以把衣兜翻过来。 伯努利定律可以解释许多现象伯努利定律可以解释许多现象 • 在刮大风时，不结实的房屋，总是房顶被掀起， 形成灾害。这是因为刮大风时，房顶的风速很 大，而房内的速度为零。所以房内的压强大，而 房顶的压强小，由于风很大，这种压差也就很 大，大到足以掀翻屋顶。所以杜甫在《茅屋为秋 风所破歌》中说：“八月秋高风怒号，卷我屋上三 重茅。”形容得是非常贴切的。为了设计能够抵御 风灾的房屋，特别在我国东南沿海地区，那里经 常有台风光顾。就要着重考虑作用在结构物上的 风载荷。这时，伯努利定律是一个在计算风压和 风速关系时经常用到的公式。 大风揭去屋盖大风揭去屋盖 图 1 被大风掀掉的屋顶 20082008年年55月月22--33日缅甸发生风灾，造成约日缅甸发生风灾，造成约1010万人丧生万人丧生 百万人无家可归。百万人无家可归。 19651965年年1111月月 11日英国的渡日英国的渡 桥电厂的桥电厂的88座座 冷却塔在冷却塔在88级级 大风中被吹大风中被吹 倒了三座，倒了三座， 图示一座正图示一座正 在倒塌。在倒塌。 用吹风机吹乒乓球用吹风机吹乒乓球 • 用吹风机向上吹乒乓球 为什么乒乓球总不会掉 下来也不会跑到气流外 面去。 喷雾器的工作原理喷雾器的工作原理 管道流动管道流动 A B OP 图2 管道流动图 A处 窄，流 速高， 压强 高；B 处宽， 流速 小，压 强低。 • 我们知道，流体流过一根管道时，在流速不太大 的条件下，亦即在流体的可压缩性现得不太明 显的条件下，管道细的地方，流速就快，粗的地 方流速就慢。也就是说，在细的地方压强就小， 粗的地方压强就大。如图的管道，在A处的截面 上流体的速度大，在B处速度小。现在我们沿着 管道的对称线OP来看它的上半部分，就是说，突 出的A点速度大，凹陷的B点速度小。利用这个结 论我们来看在刮风时的旗子。 A B OP 图 2 管 道 流 动 图 风中的旗子风中的旗子 • 如果在风中的旗子是理想平面，则在刮风时，旗子两边的 风速一样大，压强也一样大，两边的压强保持平衡，所以 旗子就不会抖动。不过，在实际情形，旗子总会有一点弯 曲，比如说像图1中AB的曲线。这时，A点下面是凸面， 压强小，而A点的上面却是凹面，压强大。这种压差会使 A点继续向下运动。而对B点，情形恰好反过来，压差会 使B点向上运动。于是，由于压差的作用，会使无论多小 的弯曲增大。也就是说，绝对平的旗子在风中是不稳定 的。任何微小的对理想平面的偏离，都会在风的作用下继 续偏离，而不会回复平面。这就是为什么旗子在风的作用 下总是不断抖动的道理。 风中的旗帜风中的旗帜 A B OP 机翼的升力机翼的升力 A B OP 一起碰船事故一起碰船事故 • 1912年秋天，当时世界上最大的 轮船之─在海上航行着，同时在 离它100米远的地方，有一艘比它 小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号几乎 跟它平行地疾驶着。当两艘船到 了像图里所画的位置的时候，小 船好像是服从着一种不可见的力 量，竟不服从舵手操纵，扭转船 头朝着大船冲来，发生了撞船事 故。“豪克”号的船头撞在“奥林匹 克”号的船舷上，把“奥林匹克”号 的船舷撞了一个大洞。 两船相碰的道理两船相碰的道理 丹尼尔丹尼尔··伯努利伯努利 Daniel BernoulliDaniel Bernoulli，，17001700--17821782 • 丹尼尔·伯努利1700年2月8日生于荷兰格罗 宁根。以出数学家著称于世的伯努利家族 中他是杰出的一位。他的伯父雅科布·伯努 利是牛顿和来布尼兹同时代人，是一位名 声显 赫的数学家。他是数学家约翰．伯努 利的次子。和父辈一样，他违背家长要他 经商的愿望，坚持学了医，他曾在海得尔 贝格、斯脱思堡和巴塞尔等大学学习哲 学、伦理学、医学。1721年取得医学硕士 学位。 丹尼尔丹尼尔··伯努利伯努利 • 丹尼尔·伯努利在25岁时(1725) 就应聘为圣彼得堡科学院的数 学院士。8年后回到瑞士的巴 塞尔，先任解剖学教授，后任 动力学教授，1750年成为物理 学教授。他除了在流体力学方 面的重要工作以外，在微分方 程、概率论、电学、气体的分 子论等方向上都有重要的建 树，此外他涉猎很广，在植物 学、解剖学、生理学等方面都 进行过研究。 流体动力学流体动力学 他在1734年完稿，1738 年出版的专著《流体动力 学》（Hydrodynamica） 中出流体压强与速度 的关系（图3是该书的封 面）。后人称为伯努利定 律。 伯努利量血压的方案伯努利量血压的方案 值得一说的是， 丹尼尔伯努利研 究流体的管道流 动最初是从研究 血液的流速和血 压的关系开始 的。 茹齐茹齐 Riva. Riva. RocciRocci，，18631863--19371937 的血压计的血压计 • 1896年，一位名叫 茹齐（Riva. Rocci， 1863-1937）的医生 在杂志上连续分两次 发表了同一题目的文 章，介绍了一种新的 方便的血压计。这就 是一直使用至今的靠 打气来压迫血管的水 银血压计 茹齐茹齐 Riva. Riva. RocciRocci，，18631863--19371937 谢谢大家谢谢大家 洗衣机为什么老翻衣服兜？ 洗衣机为什么老翻衣服兜？ 伯努利定律 E.Torricelli(1608-1647)定律 实验演示 实验演示 洗衣机洗衣的情形 伯努利定律可以解释许多现象 大风揭去屋盖 2008年5月2-3日缅甸发生风灾，造成约10万人丧生百万人无家可归。 1965年11月1日英国的渡桥电厂的8座冷却塔在8级大风中被吹倒了三座，图示一座正在倒塌。 用吹风机吹乒乓球 喷雾器的工作原理 管道流动 风中的旗子 风中的旗帜 机翼的升力 一起碰船事故 两船相碰的道理 丹尼尔·伯努利�Daniel Bernoulli，1700-1782 丹尼尔·伯努利 流体动力学 伯努利量血压的方案 茹齐�Riva. Rocci，1863-1937�的血压计 茹齐�Riva. Rocci，1863-1937 谢谢大家