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   梅乐芝经理的科普文章(四) (第10/10页)

到背后,压力差减小。实际上,慢速飞行时粘滞阻力是主要因素,快速飞行时压力差阻力是主要因素。观察空中飞行者,鸟类基本都是流线型身材。昆虫,比如苍蝇,不必在乎什么身材(3亿年前,地球上充斥着大量大型昆虫,体长近1米的蜻蜓。这些昆虫体型没什么变化,那说明它们的飞行方式和现代鸟类完全不同)。水的密度比空气大得多,流线型依然重要,但粘滞阻力也必须降低。悉尼奥运会,索普穿着鲨鱼皮泳衣夺得3枚金牌,使得鲨鱼皮泳衣名震泳界。后来被认为是不正当竞争,又禁止使用。而鲨鱼皮表面粗糙,可当砂纸,进行光滑打磨。正是这些粗糙褶皱,起到了高尔夫球表面的效果,大幅度降低了粘滞阻力。

人类制造了大量空中和水中的机械。为了增加效率,流线型的外壳是必不可少(例外:直升飞机,飞行速度慢,为了增加巡航速度,外型基本还是流线型,存在大量外挂装置)。不过空气密度小,当发动机力量足够时,外型的要求可适当降低。水的密度大,所以船只的外形构造是提高速度的最重要因素。潜水艇的形状和海豚、鲨鱼很类似,为了模拟这些快速动物的弹性皮肤,潜水艇外部还特意覆盖厚厚的橡胶层。但无论怎么做,都是形似而不是神似,毕竟不能任意扭曲身体。

观察:

坐轮船时,观察尾部的扰流,那些小旋涡一个接一个。飞机翅膀、大雁翅膀后面都存在,但眼睛无法观察空气中的旋涡,除非卷进尘土或雾滴。但水中很容易观察。

飞机降落减速时,翅膀上的减速板升起,破坏了伯努利效应,增加了前后压力差,有效减速。军用飞机甚至还放个降落伞进行减速,当然伞是拖着后方而不是上方。

赛艇,虽然是水上机械。但在使用中,整个艇身基本都在水面上,就尾部贴在水面,提高前进动力。阻力来自空中,动力来自水里,所以速度奇快。但操作不当,赛艇会飞到空中而出事故。

集体跑步时,形成一个长长的人链。第一个领跑的人,阻力最大,后面的就省力。为什么?田径比赛的长跑项目,那些冠军基本都不领跑,最后冲刺。除非实力超群,无可匹敌。

如右图,三角形向左移动,气流产生的阻力是向右方。如果移动速度相同,这两个三角形,那个受到的阻力小些呢?观察水滴在空中下落时的形状(水滴速度越快越好),有条件的情况下,用照相机拍摄水滴形状。对比水滴形状与三角形。

(本章完)

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