قانون برنولي للطيران

دانييل برنولي

دانييل برنولي هو ابن عالم الرياضيات الشهير يوهان برنولي، درس إدارة الأعمال استجابةً لرغبة والده، ثمّ درس بعد ذلك الطب، وحصل على درجة الدكتوراة في علم التشريح وعلم النبات، ومن أشهر أعماله كتاب الهيدروديناميكا، بالإضافة إلى كتابته عدداً من الأوراق البحثية المهمة، بالإضافة إلى صياغته لقانون برنولي.

قانون برنولي

طوّر دانييل برنولي قاعدة أو مبدأ برنولي في القرن الثامن عشر الميلادي، والذي ينص على أنّ العلاقة بين الضغط والسرعة هي علاقة عكسية، حيث يقلّ الضغط بزيادة السرعة والعكس صحيح فعندما تقل السرعة يزيد الضغط، وقد تم الاعتماد على هذا المبدأ لتطوير الكثير من التطبيقات أهمها جناح الطائرة.

قانون برنولي للطيران

يتم التحكم في قدرة الطائرة على الطيران وبقائها في الجو من خلال أربع قوى رئيسية هي:

• قوة الدفع: يتم توليدها من خلال محرك الطائرة، وتدفع هذه القوة الهواء إلى الخلف مما يؤدي إلى توليد قوة معاكسة لها تدفع الطائرة إلى الأمام.
• قوة المقاومة: تقاوم حركة الطائرة للأمام من خلال توليد قوة باتجاه الخلف.
• قوة الوزن للطائرة: الناتجة عن كتلة الطائرة والجاذبية الأرضية وتكون هذه القوة باتجاه الأرض.
• قوة الرفع: يتحقق فيها مبدأ برنولي من خلال تصميم شكل الجناح الانسيابي، والذي يؤدي إلى حدوث فروقات في الضغط نتيجة الاختلاف في سرعات الهواء على سطح الجناح وأسفله، حيثُ إنّ العلاقة بين السرعة والضغط هي علاقة عكسية، مما يُؤدي إلى توليد قوة ترفع الطائرة للأعلى بسهوله، أمّا التوازن بين قوة الرفع وقوة الوزن فيؤدي ذلك إلى ثبات سرعة الطائرة بالإضافة إلى اتزانها.

تطبيقات قانون برنولي

• تطبيق قانون برنولي في عملية صناعة جناح الطائرة، حيثُ يتم تصنيع الجناح بشكلٍ انسيابي من الجهة العليا حتى يُسهل انسياب الهواء عليه وبالتالي تكون سرعة الهواء في الجهة العليا أكبر من سرعة الهواء أسفل الجناح، وبالتالي يكون الضغط في أسفل جناح الطائرة أكبر من الضغط أعلى الجناح مما يجعل الطائرة ترتفع للأعلى بسهولةٍ ويُسر نتيجةً لتشكل قوة الرفع.
• تطبيق قانون برنولي في صناعة البخاخ وأنابيب الرش، حيثُ تعمل هذه الأشياء على مبدأ اندفاع الهواء من الأنبوب الواسع إلى الأنبوب الأقل اتساعاً، حيثُ إنّه عندما تزداد سرعة الهواء ينقص الضغط وبالتالي يُصبح ضغط الهواء في الأنبوب الضيق أقل من ضغط الهواء على سطح السائل، مما يؤدي إلى ارتفاع السائل إلى الأنبوب الضيق وهذا ما يحققه مبدأ برنولي.