國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

空氣砲

奇妙的煙圈!

目的

利用空氣流動的現象演示煙圈形成的原因。

實驗

在實驗裝置中填入煙霧,並快速將煙霧彈出,仔細觀察煙霧的形狀。

演示影片

×演示影片

原理思考

煙圈如何形成?

原理探究

×原理探究

簡單的說乃因受擠壓的空氣往前移動時,其周邊的空氣會填補受擠壓空氣後方氣壓較低的空氣所致(如下所示),因此形成甜甜圈形狀的煙圈運動。

若不考慮空氣的黏滯性,則可用下圖來表示煙圈前進時與周邊空氣的運動狀態。

真實狀況下是須將空氣的粘滯性列入考慮。當煙圈前進時因與周邊的空氣產生摩擦,因此當煙圈前進時便形成宛如甜甜圈般的形狀。如圖所示

關於實驗

可同本網站中的波狀雲做比較。

參考資料

1. F4-42: SMOKE RINGS USING GARBAGE CAN

2. Misinterpretations of Bernoulli’s Law 3.http://user.uni-frankfurt.de/~weltner/Mis6/mis6.html

4. WHY DOES SMOKE ‘RING?’ http://amasci.com/wing/smring.html

製作

v.1張宇靖老師、杜宗勳

指導老師

朱慶琪老師、張宇靖老師

撰稿

v.1杜宗勳