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达球的背后,球的迎面和背后的压力差别小,球可以飞的更
更远。在博
馆里面寻找古代的类似玩
,是否表面有同样结构?
自然中的风筝:在大风中,蜘蛛被
上千米
空,而它吐
的丝
地拖着后面。由于蜘蛛轻小,风很轻易就将蜘蛛带到几百公里以外的地方。当海中火山
发形成一个新的岛屿时,首先到来的就是蜘蛛及其他类似
型的昆虫,植
的
虽然来了,但还没有适合的条件发芽生
。而最早在这里生存
去动
就是蜘蛛,为什么?
秋天大雁南飞,经常是人字形或一字形。难
大雁有检阅队伍的
好?早期解释是大雁如此可以节省不少
力,这
说法可能过于乐观。结合这些群
生活的迁徙鸟类行为,后来的解释大致是综合因素,大雁这样飞行便于确定队伍中各自的位置,至于节省
力尚待
一步分析。大约可估计,节省
力存在,但不如通常认为的那么多。不过鸟类
途跋涉后,
重减轻可达30%以上,节省一
力就意味着生存可能
更大。另外鸟类飞行无法和飞机相同,翅膀还要产生向前的动力。电视慢镜
可以显示鸟类扇动翅膀的动作,和昆虫的方式不同(鸟类挥动翅膀,从鸟翼前缘向后方生
旋涡状的气
,和飞机螺旋桨后方产生的气
非常类似。例外:蜂鸟,
型非常小,飞行方式是鸟类和昆虫的结合)。
除了
行有组织飞行外,降低
力消耗主要是降低飞行时空气对
的阻力。通常所说的
线型,就是指那些有效降低空气或
阻力的外观结构。以空中为例,飞行时什么因素影响阻力?鸟表面粘滞着一些空气,这些粘滞空气和翅膀两侧气
作用带来阻力及升力。空气迎面冲来,相当于临时压缩,压力增加。而背后
分则空气补充滞后,相当于临时膨胀,压力减小。那么正面和背后的空气压力差也成为阻力的来源。除了提升升力的飞羽外,那些覆羽将整个
廓构造为
线型,使得正面空气更易
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
线型
材。昆虫,比如苍蝇,不必在乎什么
材(3亿年前,地球上充斥着大量大型昆虫,
近1米的蜻蜓。这些昆虫
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)。
的密度比空气大得多,
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
泳衣夺得3枚金牌,使得鲨鱼
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
表面
糙,可当砂纸,
行光
打磨。正是这些
糙褶皱,起到了
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
中的机械。为了增加效率,
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
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。
的密度大,所以船只的外形构造是提
速度的最重要因素。潜
艇的形状和海豚、鲨鱼很类似,为了模拟这些快速动
的弹
肤,潜
艇外
还特意覆盖厚厚的橡胶层。但无论怎么
,都是形似而不是神似,毕竟不能任意扭曲
。
观察:
坐
船时,观察尾
的扰
,那些小旋涡一个接一个。飞机翅膀、大雁翅膀后面都存在,但
睛无法观察空气中的旋涡,除非卷
尘土或雾滴。但
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
行减速,当然伞是拖着后方而不是上方。
赛艇,虽然是
上机械。但在使用中,整个艇
基本都在
面上,就尾
贴在
面,提
前
动力。阻力来自空中,动力来自
里,所以速度奇快。但
作不当,赛艇会飞到空中而
事故。
集
跑步时,形成一个
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
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
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
滴在空中
落时的形状(
滴速度越快越好),有条件的
况
,用照相机拍摄
滴形状。对比
滴形状与三角形。
(本章完)
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