足球比赛中的香蕉球是怎么回事?为什么它能够拐弯?怎么严格证明阿基米德浮力定律与伯努利定理?12月4日12时,《张朝阳的物理课》第一百零七期开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,简要回顾了上一次直播课所介绍了流体力学知识,然后借助矢量分析以及微元分析法,融易新媒体,证明了阿基米德浮力定律,紧接着推导了标量场的微分公式,并借助它成功证明了伯努利定理。
课程伊始,张朝阳简要回顾了上一次直播课程介绍的知识,包括压强、稳恒流动等概念,还有帕斯卡原理、浮力定律等物理法则。然后通过将任意形状的物体划分成柱状微元,并求出这个微元所受到的流体压力合力,根据积分证明了这个物体所受到的浮力竖直向上,大小等于它排开水的重力,也就是证明了阿基米德浮力定律。
紧接着,张朝阳通过分析单个微元在各个方向受到的压力,证明了压力体密度等于压强的负梯度,这表明压强是压力体密度的势场。进一步地,以压强为例,证明了标量场在位置间隔dr上的改变量等于标量场梯度与矢量dr的点乘。
最后,张朝阳定义了一个与伯努利定理有关的变量场ψ,借助前面得到的结果写出了ψ在速度方向的dr下的改变量。通过一些矢量分析的等式,以及流体微元的加速度公式等等,成功证明了dψ=0,从而证明了伯努利定理。之后,张朝阳利用伯努利定理说明了香蕉球(弧线球)的成因。
截至目前,《张朝阳的物理课》已直播一百余期,每周周五、周日中午12时在搜狐视频直播,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳的物理课”账号,查看课程中的“知识点”短视频;此外,还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上,阅览每期物理课程的详细推导过程。
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