一则故事所隐含的科学原理

1 / 4 一则故事所隐含的科学原理 引子 一次我在一本书上看到这么个故事： 1912 年秋天，当时世界上最大的轮船 “奥林匹克 ”号正在大海上航行，忽然，在离它 100 米远的地方有艘名为 “豪克”号的巡洋舰好象被大船吸引似的，一点也不听指挥，结果一头撞向了大船。书中解释说，这就是 “船吸”现象。带着疑问，我向爸爸请教。爸爸说：我先不回答为什么，等我们做个实验后再向你解释。 实验 于是爸爸让我拿来两张纸，他把两张纸用两只手平行地拿着，两张纸相隔有六 七厘米。爸爸说：你向两纸的中间吹一口气，看看会发生什么现象？我说：能有什么现象？还不是把纸吹开了！爸爸说：先不要下结论，你试试看就知道对错了。于是我就向两纸中间猛吹一口气，奇怪的现象发生了：两张纸不但没有被吹分开，反而迅速地向一起靠拢了。我不相信自己的眼睛所见，于是我又连着做了几次，可结果均是两张纸向一起靠拢。爸爸这时说，现在我告诉你为什么“豪克 ”号巡洋舰会不听指挥撞向 “奥林匹克 ”号大船：船在行驶时会带动船两边的水流动。当一定范围内只有一只船时，船两边的水流速 度是相同的，2 / 4 于是船两边受到水的压力也是相等的，船就不会向一侧运动。当在一定范围内有两只平行同向行驶的船时，两艘船中间的水流速度就比船另一侧的水流速度快，于是两船之间一侧受到水的压力就比另一侧受到水的压力要小，两船也就会向中间靠拢。只不过 “豪克 ”号巡洋舰比 “奥林匹克 ”号船轻的多，它当然会被吸过来而撞上“奥林匹克 ”号轮船。这个科学现象这就是被称为 “流体力学之父 ”的丹尼尔 ·伯努利发现的。他发现，在一个流体 系动中，流速越快，流体所产生的压力就越小。后人为纪念这个伟大的科学家给人类带来的巨大贡献，将其这一发现称为 “伯努利定律”。 “我们再来验证一下这个定律是否正确？ ”于是爸爸仍然像前面一样拿着两张纸，让我用不同速度向两纸中间吹气。我发现当吹气速度越快时，两纸就越向一起靠拢；当吹气速度越慢时，两纸向一起靠拢的程度起越小。也就是说，当两纸中间气流速度越大时，中间气流对纸的压力越小，两纸就越向一起靠拢。反之 ，汽流速度越小，则两纸中间的压力就相对大，两纸向一起靠拢的程度就小。爸爸说，这个科学发现，给我们的生活带来了巨大影响。正是由于这个科学发现，使得我们实现了 “日行万里 ”的梦想，也应了时下流行的一句话： “空间不是距离！ ”3 / 4 飞机正是根据这个原理而发明出来的。我忽然说到：飞机这所以能飞起来是不是因为机翼上面的受到的空气压力小于机翼下面的受到的空气压力，而使飞机被托起来了呢？爸爸说： “非常正确 ”！你别看空气看不见摸不着，它可是实实在存在的，空气的压 力可大了。一只手的一面承受着相当于一个 50 千克重量的压力，由此可见空气的压力有多大！只不过手的两面均受到同样大的压力，所以你感觉不到累。飞机之所以能飞机起来，就是利用机翼上下受到的空气压力不同而实现的。当机翼上下受到的压力差超过飞机重量时，飞机就能飞离地面了。当然，要想造成机翼两面的压力差，就必须使得机翼上下两面的气流速度不一样，这就是机翼上下两面构造不一样的原因所在。这是流体动力学知识，你现在还必掌握，只要知道道理就行了。你现在该明白故事中两船相撞的原因了吧？也该明白为什么不能站在地铁站、火车站站台上黄线 以外的原因了吧？我点点头说：明白了。 结论 在一个流体系统中，流速越快，流体所产生的压力就越小。当流速足够大时，飞机就可以起飞，两个物体距离越小，重量小的物体就越容易被重量大的物