1樓：手機使用者
幾則經典的物理學錯誤解釋 發信站: 一塌糊塗 bbs (tue nov 4 15:39:
42 2003), 本站(ytht.net) 一些類似於十萬個為什麼之類的科普讀物，使用物理學定律解釋生活中的現象，而物理學教科書中也使用生活現象作為物理定律的應用。這正是物理學的威力所在。
但是，如果對現象使用錯誤的解釋，反而容易損害科學精神。下面舉出幾個常見的物理學經典錯誤解釋。 1、抽水馬桶的水流形成的漩渦，在北半球逆時針旋轉，在南半球順時針旋轉。
當我們使用洗臉池或者抽水馬桶後放水時，水流通常要形成漩渦從排水孔流出。為什麼會形成漩渦呢？熱心的物理學家這樣告訴我們：
由於地球本身的自轉，使得在其表面流動的液體和氣體（或稱為流體），受到「科里奧利力」的作用。科里奧利是19世紀法國數學家，他發現在旋轉球體上移動的物體，會偏離其運動軌跡。這很容易理解，把等角速度旋轉的物體本身看成是乙個非慣性係，那麼其中運動的物體受到慣性力的作用；特別是，乙個慣性力垂直於矢弳方向，是因為沿矢弳方向移動時候，其線速度會發生改變，也就是產生了加速度，這就是受力方向。
在地球北半球，科里奧利力造成流體逆時針旋轉，在南半球則順時針旋轉。 物理學家對科里奧利力或科里奧利效應的理解絕對準確，但使用科里奧利效應來解釋抽水馬桶水的漩渦則大錯特錯。科里奧利效應在解釋洋流、大氣環流之類大規模運動的流體時是成立的。
但是，對抽水馬桶的水流，科里奧利效應則幾乎毫無影響。馬桶旋轉水流的2端，由於地球自轉造成的影響幾乎是完全相等的，即使有略微不同，也安全無法造成強烈的水流。 那麼，馬桶時如何造成水流旋轉呢？
仔細觀察即可發現，答案是馬桶邊緣的出水孔。馬桶設計人員使水從邊緣沿著切線方向噴出，這樣造成水流的強烈旋轉。但是，洗臉池和浴缸並沒有側向水流，為什麼也會產生深深的漩渦呢？
答案也不是科里奧利效應。原因在於，水在流向排水孔時，不能把孔完全蓋住，否則，空氣跑不出來，水也流不下去。因此，水流必須「排隊等候」流入排水孔。
漩渦就是水流排隊的方式。通常，對於某個馬桶，漩渦方向是固定的。這因為排水孔中心並不嚴格處於馬桶或者浴缸的中心，這樣，初始的隨機偏轉效應會累積，最後形成固定的旋轉方向。
不相信嗎？多做幾個實驗吧。 2、飛機在天上飛是由於「伯努利原理」造成的機翼公升力。
伯努利也是一位數學家和物理學家，他在2023年發現，當流體的流速提高，表面的靜壓力會降低。這個現象稱為「伯努利原理」，而幾乎所有的物理學教材和科普文章，都使用這個原理，討論機翼公升力的產生。為了解釋這個原理，通常，他們首先會讓你拿出2片紙，並用力在紙的中間吹氣，瞧，2張紙像粘在一起了！
機翼的上表面是拱起的，而下表面是平坦甚至凹進去。當氣流通過機翼表面，機翼上方空氣流速較快，而下面空氣流速較慢。根據「伯努利原理」，下面氣流造成的靜壓力大於上方氣流的壓力，於是，機翼受到乙個向上的作用力，飛機就飛了起來。
遺憾的是，這是完全錯誤的。而使用「伯努利原理」解釋飛機的公升空也是「白努力」。 伯努利效應可以解釋一部分公升力的**，但這是非常小的一部分。
如果飛機僅僅根據「伯努利原理」飛行，機翼形狀必須非常「拱起」，或者，必須要飛得非常快才行。 飛機的公升力主要由另外2個效應提供。乙個是康達效應；另乙個是氣流衝擊效應。
康達效應指的是，氣流流經機翼曲面時，氣流會緊貼機翼表面（這當然也有一點伯努利效應的含義）。這樣，機翼的形狀有效地改變了氣流的方向，使離開機翼的氣流相對飛機作向下的高速運動。機翼推開氣流，但這個運動受力的反作用力作用於機翼上，相當於氣流也在推開機翼，這個力使得機翼向上舉起。
另乙個重要的效應是氣流衝擊效應。當一塊平板的方向不是與氣流運動方向嚴格垂直，那麼，平板會受到氣流的衝擊。飛機的機翼與其自身有一定傾角（4度左右），特別是，當飛機起飛時，要把機頭高高抬起，形成更大的傾角，這樣在低速時，也可以獲得較大的氣流衝擊效應，以便使幾十噸的飛機起飛。
但是，機翼的傾角並不是完全用於提供公升力，更多的是為了維持飛機本身的氣動布局，以保證飛機在飛行時侯的氣動平衡。 飛機是乙個非常複雜的氣動力學系統，設計師必須保證飛機在x,y,z幾個方向上受力平衡。這就是飛機為什麼需要機翼、尾翼、垂直尾翼的原因（那種像飛碟一樣的無尾翼飛機設計起來是非常麻煩的）；此外，為了操控飛機，機翼上都開有活動襟翼，因此要仔細分析飛機的受力很不容易。
這也是飛機設計原型為什麼要進行風洞試驗的原因。 下次從新鄭薛店機場登機時，不要忘了觀察一下機翼的形狀。
滿意請採納
2樓：匿名使用者
主要依靠陀螺儀! 除了傳統人工控制, 還可自動控制..!
3樓：塗靜逸
垂尾氣動面保持水平穩定
4樓：世雅詩
垂尾氣動面保持水平穩定，機身利用油箱配重保持平衡
飛機怎樣平衡
5樓：匿名使用者
一、飛機的俯仰平衡
飛機的俯仰平衡，是指作用於飛機的各俯仰力矩之和為零，飛機取得俯仰平衡後，不繞橫軸轉動，迎角保持不變。
（一）飛機俯仰平衡的取得
作用於飛機的俯仰力矩很多，主要有：機翼力矩、水平尾翼力矩及拉力力矩。
機翼力矩就是機翼公升力對飛機重心所構成的俯仰力矩。對同一架飛機、當其在一定高度上、以一定的速度飛行時，機翼力矩的大小只取決於公升力係數和壓力中心至重心的距離。而公升力係數的大小和壓力中心的位置又都是隨機翼迎角的改變而變化的。
所以，機翼力矩的大小，最終只取決於飛機重心位置的前後和迎角的大小。一般情況，機翼力矩是下俯力矩。當重心後移較多而迎角又很大時，壓力中心可能移至重心之前，機翼力矩變成上仰力矩。
水平尾翼力矩是水平尾翼公升力對飛機重心所形成的俯仰力矩。水平尾翼公升力係數主要取決於水平尾翼迎角和公升降舵偏轉角。水平尾翼迎角又取決於機翼迎角、氣流流過機翼後的下洗角以及水平尾翼的安裝角。
公升降舵上偏或下偏，能改變水平尾翼的切面形狀，從而引起水平尾翼公升力係數的變化。流向水平尾翼的氣流速度。由於機身機翼的阻滯、螺旋槳滑流等影響，流向水平尾翼的氣流速度往往與飛機的飛行速度是不相同的，可能大也可能小，這與機型和飛行狀態有關。
水平尾翼公升力著力點到飛機重心的距離。迎角改變，水平尾翼公升力著力點也要改變，但其改變量同距離比較起來，卻很微小，一般可以認為不變。
由上知，對同一架飛機、在一定高度上飛行，若平尾安裝角不變，而下洗角又取決於機翼迎角的大小。所以，飛行中影響水平尾翼力矩變化的主要因素，是機翼迎角、公升降舵偏轉角和流向水平尾翼的氣流速度。在一般飛**況下，水平尾翼產生負公升力，故水平尾翼力矩是上仰力矩。
機翼迎角很大時，也可能會形成下俯力矩。
拉力力矩是螺旋槳的拉力或噴氣發動機的推力，其作用線若不通過飛機重心，也就會形成圍繞重心的俯仰力矩，這叫拉力或推力力矩。
對同一架飛機來說，拉力或推力所形成的俯仰力矩，其大小主要受油門位置的影響。增大油門，拉力或推力增大，俯仰力矩增大。
飛機取得俯仰平衡，必須是作用於飛機的上仰力矩之和等於下俯力矩之和，即作用於飛機的各俯仰力矩之和為零。
（二）影響俯仰平衡的因素
影響俯仰平衡的因素很多，主要有：加減油門，收放襟翼、收放起落架和重心變化。下面分別介紹之：
加減油門對俯仰平衡的影響
加減油門會改變拉力或推力的大小，從而改變拉力力矩或推力力矩的大小，影響飛機的俯仰平衡。需要指出的是，加減油門後，飛機是上仰還是下俯，不能單看拉力力矩或推力力矩對俯仰平衡的影響，需要綜合考慮加減油門所引起的機翼、水平尾翼等力矩的變化。
收放襟翼對俯仰平衡的影響
收放襟翼會引起飛機公升力和俯仰力矩的改變，從而影響俯仰平衡。比如，放下襟翼，一方面因機翼公升力和壓力中心後移，飛機的下俯力矩增大，力圖使機頭下俯。另一方面由於通過機翼的氣流下洗角增大，水平尾翼的負迎角增大，負公升力增大，飛機上仰力矩增大，力圖使機頭上仰。
放襟後，究竟是下俯力矩大還是上仰力矩大、這與襟翼的型別、放下的角度以及水平尾翼位置的高低、面積的大小等特點有關。
放下襟翼後，機頭是上仰還是下俯，因然要看上仰力矩和下俯力矩誰大誰小，而且還要看公升力最終是增還是減。放下襟翼後，如果上仰力矩增大，迎角因之增加，公升力更為增大。此時，飛機自然轉入向上的曲線飛行而使機頭上仰。
但如果放下襟翼後使下俯力矩增大，迎角因之減小，這就可能出現兩種可能情況。一種是迎角減小得較多，公升力反而降低，飛機就轉入向下的曲線飛行而使機頭下俯。一種是迎角減小得不多，公升力因放襟翼而仍然增大，飛機仍將轉入向上的曲線飛行而使機頭上仰。
為減輕放襟翼對飛機的上述影響，各型飛機對放襟翼時的速度和放下角度都有一定的規定。
收襟翼，公升力減小，飛機會轉入向下的曲線飛行而使機頭下俯。
收放起落架對俯仰平衡的影響
收放起落架，會引起飛機重心位置的前後移動，飛機將產生附加的俯仰力矩。比如，放下起落架，如果重心前移，飛機將產生附加的下俯力矩；反之，重心後移，產生附加的上仰力矩。此外，起落架放下後，機輪和減震支柱上還會產生阻力，這個阻力對重心形成下俯力矩。
上述力矩都將影響飛機的俯仰平衡。收放起落架，飛機到底是上仰還下俯，就需綜合考慮上述力矩的影響。
重心位置變化對俯仰平衡的影響
飛行中，人員、貨物的移動，燃料的消耗等都可能會引起飛機重心位置的前後變動。重心位置的改變勢必引起各俯仰力矩的改變，其主要是影響到機翼力矩的改變。所以，重心前移，下俯力矩增大；反之，重心後移，上仰力矩增大。
（三）保持俯仰平衡的方法
如上所述，飛行中，影響飛機俯仰平衡的因素是經常存在的。為了保持飛機的俯仰平衡。飛行員可前後移動駕駛盤偏轉公升降舵或使用調整片（調整片工作原理第四節再述）偏轉公升降舵，產生操縱力矩，來保持力矩的平衡。
二、飛機的方向平衡
飛機取得方向平衡後，不繞立軸轉動，側滑角不變或沒有側滑角。
作用於飛機的偏轉力矩，主要有兩翼阻力對重心形成的力矩；垂直尾翼側力對重心形成的力矩；雙發或多發動機的拉力對重心形成的力矩。
垂直尾翼上側力，可能因飛機的側滑、螺旋槳滑流的扭轉以及偏轉方向舵等產生。
飛機取得方向平衡，必須是作用於飛機的左偏力矩之和等於右偏力矩之和，即作用於飛機的各偏轉力矩之和為零。
下列因素將影響飛機的方向平衡：
一邊機翼變形（或兩邊機翼形狀不一致），左、右兩翼阻力不等；
多發動機飛機，左、右兩邊發動機工作狀態不同，或者一邊發動機停車，從而產生不對稱拉力；
螺旋槳發動機，油門改變，螺旋槳滑流引起的垂直尾翼力矩隨之改變。
飛機的方向平衡受到破壞時，最有效的克服方法就是適當地蹬舵或使用方向舵調整片，利用偏轉方向舵產生的方向操縱力矩來平衡使機頭偏轉的力矩，從而保持飛機的方向平衡。
三、飛機的橫側平衡
飛機的橫側平衡，是指作用於飛機的各滾轉力矩之和為零。飛機取得橫側平衡後，不繞縱軸滾轉，坡度不變或沒有坡度。
作用於飛機的滾轉力矩，主要有兩翼公升力對重心形成的力矩；螺旋槳旋轉時的反作用力矩。
要使飛機獲得橫側平衡，必須使飛機的左滾力矩之和等於右滾力矩之和，即作用於飛機的各滾轉力矩之和為零。
下列因素將影響飛機的橫側平衡：
一邊機翼變（或兩邊機翼形狀不一致），兩翼公升力不等；
螺旋槳發動機，油門改變，螺旋槳反作用力矩隨之改變；
重心左右移動（如兩翼的油箱，耗油量不均），兩翼公升力作用點至重心的力臂改變，形成附加滾轉力矩。
飛機的橫側平衡受到破壞時，飛行員保持平衡最有效的方法就是適當轉動駕駛盤或作用副翼調整片，利用偏轉副翼產生的橫側操縱力矩來平衡使飛機滾轉的力矩，以保持飛機的橫側平衡。
飛機的方向平衡和橫側平衡是相互聯絡，相互領帶的，方向平衡受到破壞，如不修正就會引起橫側平衡的破壞。反之，如果失去橫側平衡，方向平衡也就保持不住。飛機的方向平衡和橫側平衡合起來叫飛機的側向平衡。
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