Bernoulli-effekten

Bernoullis ligning ble presentert av sveitsiske Daniel Bernoulli i 1738. Varianten av ligningen som er vanlig å bruke i dag ble senere utledet av Leonhard Euler.
Av .

Bernoulli-effekten er innen meteorologien en økning i vindstyrke som skyldes lokale forskjeller i lufttrykk.

Bernoullis ligning viser at når hastigheten i et fluid (gass eller væske) øker, vil trykket minke. I tillegg til å gjøre vinden ekstra kraftig på utsatte steder, kan dette prinsippet brukes til å forklare hvorfor fly holder seg i lufta. Det bidrar også til at det kommer lyd når vi snakker, at dører kan slamre igjen, og det kan gi ekstra fart til en seilbåt.

Vindutsatte steder

Når det blåser over terreng, vil luften tvinges over eller rundt hindringer, eller gjennom trange passasjer. Det er mange effekter som da kan spille inn slik at vinden lokalt øker i styrke. Bernoulliligningen har noen forutsetninger som aldri vil være perfekt tilfredsstilte i naturen, blant annet fravær av turbulens. Bernoulli-effekten vil derfor aldri virke alene, men brukes likevel som et samlebegrep. I meteorologien omfatter begrepet effekter som gir en vindøkning som kan tilskrives at det oppstår trykkforskjeller.

Trakt-effekt

Vind som blåser gjennom en dal forsterkes på grunn av Bernoulli-effekten
Rondane
Lisens: CC BY SA 3.0

Luft som blåser inn i en small passasje, for eksempel en dal eller et sund, presses sammen. Ved utgangen av passasjen, utvides lufta. Dette skaper lavt lufttrykk, mens der lufta blåser inn i dalen får vi høyt lufttrykk. Siden luft strømmer fra høyt mot lavt trykk, vil dette bidra til å øke farten gjennom passasjen. Denne effekten kalles trakt-effekt, og traktvind er vanlig i norske fjorder, daler og sund.

I en tunnel ser vi samme effekt, men her vil ikke luftene kunne sirkulere oppover, og effekten blir sterkere. Her vil også bernoulli-ligningen kunne anvendes mer presist, siden den opprinnelig ble formulert for strømning gjennom rør.

Kystkonvergens

Vi får som regel en økning i vindstyrke når vinden blåser omtrent parallellt med kystlinjen. Det skyldes at vinden bremses opp vesentlig mer over land, enn den gjør over sjøen. Denne forskjellen i hastighet skaper en forskjell i trykk, som gjør at vinden bøyes av en anelse vekk fra kysten. Dette skaper en sone med konvergens ved kysten, som bidrar til at vinden øker. Vi ser ofte at vinden er kraftigere nær kysten enn lenger ute på havet.

Hjørneeffekt

På Jæren sørger blant annet hjørneeffekten for at er det vanlig med mye vind. Bølgene kan bli spektakulære, men husk: det frarådes å gå ned til sjøen når det er storm og store bølger.
Storm i Ølberg
Av .
Lisens: Brukerspesifisert

Når det blåser forbi et hjørne, vil det bli stor forskjell i hastighet mellom lo- og leside. På lesiden av hjørnet kan det være nærmest vindstille. På samme måte som ved kystkonvergens, vil luft strømme mot området med sterkest vind. Vi får en konvergenssone og økt vindstyrke. Langs norskekysten er Stad og Lindesnes kjente eksempler på slike vindutsatte «hjørner».

Andre Bernoulli-effekter

Seiling

En seilbåt er designet for å utnytte bernoulli-effekten. Har man vinden i ryggen, er prinsippet enkelt: vinden treffer seilet på den ene siden, og seilbåten dyttes fremover. Har man vind fra siden gjelder det imidlertid å utnytte bernoulli-effekten. Et seil er buet, og på den siden der seilet «buler ut», vil luftmolekylene bevege seg raskere over seilet. Det blir lavere trykk på den siden, i samsvar med Bernoullis ligning. Dette skaper et «sug» i den retningen med lavest trykk. Man kan da forsøke å justere vinkelen på seilet slik at dette suget er i den retningen du har tenkt deg.

Flyets vinger

Vingene på fly er buet på en måte som gjør at luftmolekylene beveger seg raskere på oversiden av vingen. Akkurat som et seil, blir trykket på den buede siden lavere. Slik lager flyvingen et undertrykk på oversiden av vingen. Dette gir et «sug» oppover, også kalt løft, som holder flyet i lufta.

Stemmen

Når vi snakker, kommer det lyd fordi stemmebåndene vibrerer. Dette skjer ved at luft presses opp fra lungene, og gjennom spalten mellom stemmebåndene. Luftstrømmen skaper trykkforskjeller, som hjelper stemmespalten med å åpne og lukke seg. Selv om den ikke virker alene, gir Bernoulli-effekten et bidrag til stemmen vår.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg