Što je Bernoullijev učinak?

Bernoullijev efekt, ili Bernoullijev princip ili Bernoullijev zakon, je izjava o odnosu između brzine protoka i tlaka u fluidnom sustavu; u biti, kada se brzina horizontalnog strujanja kroz tekućinu povećava, tlak se smanjuje. Ovaj učinak i princip koji to formalno utvrđuje otkrio je poznati matematičar Daniel Bernoulli, koji je prvi objavio njegovu formulaciju 1738. Budući da se riječ “fluid” u fizici odnosi na ponašanje tekućina i plinova, kao što je zrak, Bernoullijev učinak može se promatrati i u hidrodinamičkim, ili fluidnim, sustavima, kao iu aerodinamičkim ili plinovitim sustavima.

Uobičajeni primjer koji se koristi za objašnjenje Bernoullijevog efekta je protok tekućine kroz cijev. Ako se tekućina ravnomjerno kreće kroz cijev, tada su jedine sile koje djeluju na tekućinu njezina vlastita težina i tlak same tekućine. Sada, ako se cijev suzi, tekućina se mora ubrzati, jer ista količina tekućine putuje kroz manji prostor. Međutim, ako se tekućina kreće jednoliko, a težina se nije promijenila, jedini način na koji će se tekućina kretati brže je ako je tlak iza tekućine veći od tlaka ispred. Dakle, pritisak se mora smanjiti kako se brzina povećava.

Budući da se zrak može smatrati tekućinom (u fizici se sve što teče smatra tekućinom), Bernoullijev efekt se često koristi u modeliranju aerodinamičkih sustava. Trkaći automobili koriste Bernoullijev efekt kako bi im pomogli da ostanu na cesti pri velikim brzinama; korištenjem repne peraje pod kutom tako da je tlak zraka iznad peraje veći nego ispod, automobil se u osnovi drži pritisnut atmosferskim tlakom. To zadržava automobil na cesti negirajući “drift”, a vozaču omogućuje veću kontrolu i sigurnost. Zrakoplovi koriste Bernoullijev efekt na suprotan način kako bi pomogli u stvaranju uzgona. Druge uobičajene primjene Bernoullijevog efekta u stvarnom svijetu uključuju rasplinjače, koji primjenjuju učinak za uvlačenje i miješanje zraka i goriva, te jedrenjake, koji mogu generirati pogonsku silu i od vjetra i od razlike tlaka opisane Bernoullijevim principom.

Iako postoje različite formulacije Bernoullijeve jednadžbe, koja je formalna matematička izjava principa, Bernoullijev učinak može se uočiti u svakoj vrsti sustava koji formulacije opisuju. Svaka formulacija opisuje drugačiji skup karakteristika tekućine – nestlačivo strujanje, nestalni potencijalni protok i tako dalje – ali Bernoullijev učinak općenito je vidljiv u svakom sustavu. Međutim, postoje određeni slučajevi u kojima je princip nevažeći, au tim slučajevima je i učinak.