伯努利原理：不仅重要，还如此有趣

频道：生活应用日期：2025-06-26 10:04:27 浏览：16

丹尼尔·伯努利，1700年至1782年，瑞士的物理学家、数学家以及医学家。他作为伯努利家族（历经四代，共十人）中的佼佼者，16岁便在巴塞尔大学开始了哲学与逻辑的学习，并取得了哲学硕士学位。接着，他在17至20岁期间专注于医学研究，并于1721年获得了医学硕士学位。凭借卓越的医术，他成为了知名的外科医生，并曾担任解剖学教授。在家族长辈的教诲与影响下，他最终选择了投身于数理科学领域。伯努利的成就遍布多个学科，除了在流体动力学这一核心领域取得了卓越成就，他还涉猎了天文测量、引力理论、行星不规则轨道的研究、磁学、海洋学以及潮汐现象等多个方面。

本文从实例篇、理论篇、应用篇三个方面展开。

《实例篇——伯努利原理》

丹尼尔·伯努利于1726年首次阐述：“流速较低时，压力相对较高；流速较高时，压力相应降低。”这一原理被命名为“伯努利原理”。

手持两张纸张，向其中间吹气，观察会发现纸张非但未飘离，反而相互紧密贴合；这是因为中间空气因吹气而流速加快，导致压力降低，而外部空气则保持静止，压力相对较大，因此外部高压空气将两张纸紧密“压”合。

这就是“伯努利原理”原理的简单示范。

（1）列车（地铁）站台的安全线

在列车（地铁）站台上都划有黄色安全线。

由于列车以高速前进，其附近的空气随之加速流动，导致该区域的气压降低。若站台上的人过于接近列车，其身体前后将产生显著的气压差异，后方较高的气压会将人推向列车，从而造成伤害。

因此，当火车（亦或是重型货车、大型巴士）疾驰而至之际，你务必避免站在靠近铁轨（或道路）的位置，因为快速通过的火车（或汽车）对附近站立的人会产生强烈的吸引力。据研究显示，当火车以每小时50公里的速度行驶时，其背后竟会形成约8公斤的推力，将人推向火车。

领悟了“伯努利”原理之后，乘坐地铁时恐怕不会再轻易越过那条警示的黄线了，不妨将这个知识分享给你的朋友吧！（快告诉他们哦~~）

（2）船吸现象

1912年秋季，“奥林匹克”号巨轮在浩瀚的海洋中破浪前行，与之相距百米之遥，一艘体型远逊于它的铁甲巡洋舰“豪克”号正急速前进。两船仿佛在进行一场速度竞赛，彼此距离甚近，并肩向前。然而，就在“豪克”号全速前进之际，它似乎被“奥林匹克”号所吸引，对舵手的操控置若罔闻，径直向“奥林匹克”号猛撞过去。最终，“豪克”号船只的前端猛然撞击了“奥林匹克”号的侧面，造成了一个巨大的窟窿，从而引发了一起严重的海上灾难。

这次船舶事故的成因究竟是什么？在事发当时，无人能够给出确切答案。甚至在海事法庭审理这一离奇案件的过程中，也仅仅能模糊地认定“豪克”号船长存在操作失误。

后来，人们才逐渐领悟到，那场发生在海面上的不幸事件，实际上是由“伯努利原理”所导致的。根据流体力学中的“伯努利原理”，流体的压力与流速之间存在关联，流速越快，压力就越低；反之，流速减慢，压力则会增加。运用这一原理来分析此次事故，我们便能轻易地揭示事故的真正原因。

事实上，当两艘船只并排前进时，位于它们之间的水流速度较外侧更快，这导致中间的水对两船内侧的压迫力小于外侧对两船外侧的压迫力。因此，在外侧水流压力的作用下，两船逐渐向彼此靠近，直至发生碰撞。又因为“豪克”号体积较小，在同等压力的作用下，它向两船中间移动的速度远超“奥林匹克”号。正是这一原因，导致了“豪克”号与“奥林匹克”号的碰撞事故。

现在航海上把这种现象称为“船吸现象”。

我们用图解分析一下：

图218展示的两艘船舶在平静的水面中并肩前进，亦或在水流中并肩停靠。它们之间的水域相对狭窄，因此水流速度在它们中间区域比两侧更快（若您觉得难以理解，可以将船舶视为静止，水流则在其周围流动），这导致该区域的水压低于两侧。因此，受到较高水压作用的两艘船舶会被挤向中间，彼此靠近。有经验的海员们都很知道两艘并排驶着的船会互相强烈地吸引。

若两艘船只并肩航行，其中一艘稍有滞后，如图219所示情形，状况将更为恶劣。促使两船相互靠近的力F与F，将导致船体偏航，且船B对船A的推力更为显著。在这种状况下，碰撞在所难免，因为舵已经无法及时调整船只的航向。

考虑到此类海难事故频发，并且船舶的规模日益增大，一旦发生碰撞，其潜在危害也随之增加，因此，世界海事组织针对此类情况下的航行规则制定了严格的规定，这些规定涵盖了同向航行时两船间应保持的间距，以及在小航道中，小船与大船应如何进行避让等多个方面。

如此一来，众人便能明了：为何某些海峡与运河虽看似宽阔，航运管理部门却宣称“不宜两艘船舶并行或对驶”的道理了吧！

（3）游泳

掌握了“伯努利原理”，我们便能领悟到：为何在流速迅猛的江河中游泳往往充满风险。

经过一番计算，得知江心水流每秒流动的速度达到1米，由此产生的吸引力与排斥力高达约30公斤，即便是技艺高超的游泳高手，面对这股力量，也会心生畏惧，不敢轻易靠近。

（4）刮风掀翻屋顶或压垮大桥

风起之时，屋顶上方空气流速迅猛开元棋官方正版下载，与风速相当，而下方空气几乎停滞不动。依据“伯努利定律”，此时屋顶下方气压高于上方气压。若风力持续增强，屋顶上下气压差亦随之增大，当风速达到某一临界点，这股气压差便会瞬间将屋顶掀翻！正如我国唐代杰出诗人杜甫在其诗作《茅屋为秋风所破歌》中所言：“八月时节，秋风高扬，狂风怒吼，将我屋顶的三层茅草卷走。”

台风导致大桥坍塌，其背后也是“伯努利原理”在起作用。当台风掠过大桥时，它既会穿过桥面，也会穿过桥洞。由于桥洞的尺寸相较于桥面更小，因此当风穿过桥洞时，其速度会加快，导致压强降低；相对地，桥面上的风速较慢，压强则较高。这种压强差异的产生，若桥梁无法承受这种压力，便会发生坍塌。

（5）香蕉球（弧线球）

若你常看足球赛事，定会目睹前场直接任意球的场景。那时开yun体育app官网网页登录入口，往往有五六个防守球员在球门前筑起一道“人墙”，封锁射门通道。进攻方的主罚球员，一脚射门力道十足，球巧妙地绕过“人墙”，看似将偏离球门，却奇迹般地沿弧线转弯kaiyun.ccm，直奔球门而去，令守门员措手不及，只能眼睁睁地看着球飞入网窝。这便是令人称奇的“香蕉球”。

足球为何能在空中划出弧线轨迹？实际上，当踢出“香蕉球”时，运动员并未准确踢中球的正中心，而是略微偏向一侧，并利用脚背对球进行摩擦，这样球在向前移动的过程中，还会持续进行旋转。此时，空气流向球体后方，与此同时，球体表面与空气的摩擦力使得球体周围的空气随之转动。因此，球体一侧的空气流速提升，相对的另一侧空气流速则降低。

伯努利原理揭示了这样的规律：气体流动速度越快，其压强就越低。考虑到足球两侧的空气流动速度存在差异，这导致两侧对足球施加的压强亦不相同。因此，在空气压力的作用下，足球不得不转向流速较快的那一侧。