孔明灯又叫天灯,俗称许愿灯,是我国古代军事中的一种常用工具,而现代,我们将孔明灯多用做祈福和许愿。
孔明灯能飞上天的原理是什么?
一般来说,加热得空气比重小,比一般空气要轻,就会网上窜。
孔明灯上部挡住了往上升得热气,只要热气和外面冷空气产生的压力足够大到比孔明灯的重量大,就会向上走。
一般升孔明灯时,开始需要人往上助力,使孔明灯有一个向上升的动能,抵消初期的势能。上去后,随着热空气越来越多,就可以走得更高。当然,孔明灯最好的条件是有一定的微风,但不能风太大。否则倾斜后则会烧掉。有微风,还可以吹动孔明灯如萤火虫一样飘逸,非常的漂亮。
具体的物理学原理如下:
放手后的孔明灯在竖直方向受到重力G与浮力F浮两个力的作用。
假设G孔明灯可以无限小。
在没有点燃孔明灯时, 孔明灯内气体= 空气,F浮=G排=m排g= 空气V排g= 空气gV孔明灯,G总=G孔明灯+G孔明灯内气体=G孔明灯+m孔明灯内气体g=G孔明灯+ 孔明灯内气体V孔明灯g=G孔明灯+ 空气Vg孔明灯 空气gV孔明灯=F浮(忽略孔明灯壁厚度),即G总 F浮,孔明灯下沉,不上浮。
在点燃孔明灯后,t孔明灯内气体 t外部空气,根据热胀冷缩原理,孔明灯内气体膨胀,V孔明灯一定,孔明灯内气体一部分流出孔明灯,导致m孔明灯内气体减少,导致 孔明灯内气体= 下降,使孔明灯内气体 空气,F浮=G排=m排g= 空气V排g= 空气gV孔明灯,G总=G孔明灯+G孔明灯内气体=G孔明灯+m孔明灯内气体g=G孔明灯+ 孔明灯内气体V孔明灯g空气V孔明灯g=F浮(忽略孔明灯壁厚度),即G总 F浮,孔明灯上浮。
综上,只要孔明灯所受重力足够小(即孔明灯所包含物质足够少),在点燃孔明灯的燃料后,孔明灯可以利用浮力与重力的差升空。
简单的说,孔明灯在竖直方向受到重力G与浮力F浮两个力的作用。燃料燃烧,灯内空气温度升高,气体密度减小,导致孔明灯所受重力减小。当浮力大于重力时,孔明灯就会上升。
私自放飞孔明灯是犯法的吗?
由于孔明灯是靠里面燃烧物使灯里面的空气比外面的热而升空的,升空过程要是有环境变化,比如大风,树枝阻碍等等,就容易着火,万一火在空中没有燃尽,掉到易燃物上面,就可能完成火灾。