“乒”搏向上
——記一次物理善學活動

◎天津益中學校八年級（7）班 陳楊棟

2022年4月7日, 受疫情影響, 學校“物理善學活動之動小手·悟大理”第四期活動在網絡會議室里舉行。

這次活動的主題是“乒”搏向上。活動要求每人準備一個乒乓球、兩個紙杯, 然后將乒乓球從一個紙杯吹進另一個紙杯, 在一分半鐘內累計吹進的乒乓球總數多者為勝。

圖1 線上活動截圖

別看只是簡單地將乒乓球吹進杯子, 要成功并不容易。若是吹速、位置沒有把握好, 乒乓球要么“紋絲不動”, 要么“逃之夭夭”, 浪費大量時間。

活動開始, 各班的選手們躍躍欲試, 輪番上陣。參加活動的選手們聚精會神, 和乒乓球“斗智斗勇”, 其他同學有的同步指導, 有的喝彩鼓掌, 場面非常熱鬧。

按理說對著乒乓球吹氣, 乒乓球應該“按兵不動”才對, 為什么會飄起來呢？

這是因為, 乒乓球在杯子里, 由于杯壁的阻隔, 上、下氣體的流速是不同的, 由于流速不同, 導致上、下兩部分的壓強不同, 這樣就會產生一個指向流速快的方向的力。乒乓球由于質量小, 因此被氣流“抬”了起來, 這一原理又被稱為“伯努利原理”。

那么, 究竟什么是伯努利原理？

圖2所示的式子被稱為伯努利方程。式中,p為流體中某一點的壓強,v為該點的流速,ρ為流體密度,g為重力加速度,h為該點所在高度,C是一個常量。伯努利方程是理想流體定常流動的動力學方程, 解釋為不可被壓縮的流體在忽略黏性損失時的流動中, 流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變。

圖2 伯努利方程

有些難以理解, 對不對？不妨看看圖3：拿出兩張紙, 往兩張紙中間吹氣, 我們會發現紙不但不會向外飄, 反而會被一種力擠壓在了一起。因為兩張紙中間的空氣被我們吹得流動的速度變快, 壓力就變小, 而兩張紙外面的空氣沒有流動, 所以外面壓力大的空氣就把兩張紙“壓”在了一起。這就是伯努利原理的簡單示范。

圖3 伯努利原理的簡單示范：吹紙實驗

伯努利原理在生活中很常見, 比如足球比賽里的“香蕉球”就可以用該原理來解釋。

通過這次活動, 我不僅學到了知識, 還感受到一種拼搏的精神。吹乒乓球的過程就如同面對人生中的困難, 只要我們膽大心細, 注意方式方法, 定能克服難關, 不斷進步！