In 1738 heeft de Nederlands-Zwitserse wiskundige Daniel Bernoulli het volgende principe geformuleerd:
Hoge snelheid in een vloeistof of gas gaat samen met een lage druk.
Deze wet kan gebruikt worden om allerlei verschijnselen te verklaren, zoals hoe het kan dat een vleugel omhoog wordt gestuwd door stromende lucht. Maar eerst gaan we kijken hoe druk eigenlijk tot stand komt.
Druk
In de natuurkunde is druk de kracht die op een oppervlak wordt uitgeoefend. Vloeistoffen en gassen oefenen altijd een druk uit op voorwerpen waarmee ze in contact komen, zelfs als de vloeistof of het gas niet lijkt te bewegen. Zoals elke stof bestaan vloeistoffen en gassen uit heel kleine deeltjes die moleculen worden genoemd. In het geval van een gas kunnen deze moleculen vrij bewegen en botsen ze continu tegen elkaar en tegen voorwerpen er omheen. Deze willekeurige botsingen veroorzaken druk. Bij een vloeistof kunnen de deeltjes niet zo vrij bewegen, maar de trillingen van de moleculen hebben ook hier druk tot gevolg.
Een gas kun je voorstellen als kleine bolletjes die tegen elkaar en de wand botsen (hier een biljoen keer vertraagd). Het botsen van deeltjes veroorzaakt druk in een gas en een vloeistof.
Tot nu toe ging het over een vloeistof of gas dat (op het oog) niet lijkt te bewegen. Wat gebeurt er als het geheel in beweging is? Neem als voorbeeld lucht in een buis. Als deze lucht stilstaat bewegen de moleculen willekeurig heen en weer en veroorzaken ze een bepaalde druk. Wanneer de lucht echter stroomt, gaan de moleculen allemaal min of meer in dezelfde richting. Hierdoor botsen ze minder vaak en hard op de wand van de buis. Dit betekent dat de druk lager is bij een stromend gas. Hoe hoger de snelheid, hoe lager de druk!
Stromende en stilstaande lucht.
Voorbeeld: Pitotbuis
De Pitotbuis (genoemd naar de Fransman Henri Pitot) is een apparaat waarmee in een vliegtuig de snelheid gemeten wordt. De werking komt neer op het volgende: het verschil in druk tussen plekken waar lucht wel en niet stroomt wordt gemeten. Uit de Wet van Bernoulli volgt dan hoe snel lucht langs het vliegtuig stroomt, ofwel hoe snel het vliegtuig vliegt.
De Pitotbuis van een F-16-straaljager bevindt zich op de neus.