Pokaz unoszącej się piłki pokazuje, jak piłka może zawisnąć w powietrzu dzięki strumieniowi poruszającego się powietrza — to zachwycający, rzeczywisty przykład działania efektu Bernoulliego połączonego ze wciąganiem powietrza (entrainment). Gdy piłka zostanie umieszczona w skierowanym do góry strumieniu powietrza (z suszarki do włosów lub dmuchawy do liści), stabilnie unosi się zamiast zostać zdmuchnięta na boki. Dzieci są zdumione tym, co wygląda jak magia, ale fizyka stojąca za tym jest prosta i elegancka.
Piłka unosi się dzięki dwóm współdziałającym efektom. Po pierwsze, pęd strumienia powietrza skierowanego w górę podtrzymuje ciężar piłki — powietrze wywiera na nią siłę skierowaną do góry. Po drugie, jeśli piłka przesunie się na bok, doświadcza różnicy ciśnień: powietrze opływające bliższą stronę piłki przyspiesza (niższe ciśnienie, efekt Bernoulliego), podczas gdy dalsza strona ma mniejszy przepływ powietrza i wyższe ciśnienie. Ta wypadkowa siła ciśnienia skierowana do środka pcha piłkę z powrotem do centrum strumienia, tworząc stabilną równowagę.
Ta zasada występuje w wielu rzeczywistych zastosowaniach. Skrzydła samolotów wytwarzają siłę nośną, przyspieszając powietrze nad zakrzywioną górną powierzchnią (niższe ciśnienie) w stosunku do bardziej płaskiej dolnej powierzchni (wyższe ciśnienie). Gaźniki wykorzystują efekt Venturiego do mieszania paliwa z powietrzem. Przemysłowe systemy próżniowe wykorzystują strumienie powietrza (ejektory Venturiego) do wytwarzania ssania bez ruchomych części. Efekt Coandy — tendencja strumienia płynu do przywierania do sąsiedniej powierzchni — jest z tym powiązany i wykorzystywany w projektowaniu klap samolotowych oraz urządzeń fluidowych.
Gdy piłka przesuwa się w stronę brzegu strumienia, szybciej płynące powietrze po wewnętrznej stronie piłki tworzy niższe ciśnienie (efekt Bernoulliego), podczas gdy wolniejsze powietrze na zewnątrz ma wyższe ciśnienie. Ta różnica ciśnień pcha piłkę z powrotem do środka, dzięki czemu jej położenie jest stabilne. Strumień powietrza działa jak niewidzialna elastyczna smycz.
Zasada Bernoulliego mówi, że w płynącym płynie szybciej poruszający się płyn ma niższe ciśnienie. Wynika to z zasady zachowania energii: gdy płyn przyspiesza (wyższa energia kinetyczna), jego ciśnienie (energia potencjalna na jednostkę objętości) musi się zmniejszyć. Ta różnica ciśnień między szybkimi a wolnymi obszarami przepływu powietrza tworzy siłę nośną na skrzydłach, ssanie w pompach próżniowych oraz zjawisko unoszenia piłki.
Tak! Przytrzymaj piłeczkę do tenisa stołowego lub lekką plastikową piłkę w strumieniu suszarki do włosów skierowanej do góry lub małego wentylatora. Delikatnie puść piłkę — powinna stabilnie unosić się w strumieniu powietrza. Spróbuj lekko przechylić suszarkę; piłka podąży za strumieniem. Użyj cięższej piłki i sprawdź, jak duża prędkość powietrza jest potrzebna. To klasyczny pokaz fizyczny odpowiedni dla każdego wieku.
Efekt Coandy to tendencja poruszającego się płynu do przywierania i podążania wzdłuż sąsiedniej zakrzywionej powierzchni. Gdy strumień powietrza zakrzywia się wokół powierzchni piłki, wciąganie otaczającego powietrza i krzywizna samego strumienia tworzą warunki, w których piłka zostaje wciągnięta w strumień. Henri Coandă odkrył ten efekt w 1910 roku w kontekście napędu odrzutowego.
Oba zjawiska wiążą się z efektem Bernoulliego i przyleganiem strumienia do powierzchni. Skrzydło samolotu (profil lotniczy) jest ukształtowane tak, że powietrze musi płynąć szybciej nad zakrzywioną górną powierzchnią niż nad bardziej płaską dolną, tworząc niższe ciśnienie powyżej i wyższe poniżej — czyli wypadkową siłę nośną skierowaną w górę. Piłka w strumieniu powietrza podobnie doświadcza asymetrycznego ciśnienia, gdy znajdzie się poza środkiem, co przywraca ją do centrum, tak jak samolot utrzymuje wysokość, równoważąc siłę nośną z ciężarem.