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轮船为什么会互相吸引?  

2013-03-02 07:44:29|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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轮船为什么会互相吸引?



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轮船为什么会互相吸引?



轮船为什么会互相吸引?
江苏丰县广宇中英文学校 刘庆贺


1912年秋天,远洋航轮“奥林匹克”号——当时世界上最大的轮船之一,出了这样一件怪事。“奥林匹克”在大海上航行着,同时在离它一百米远地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号几乎跟它平行地疾驰着。当两艘船到了如图1所示的位置时,发生了一件意外的事情:小船好像是服从着一种不可抗拒的力量,竟扭转船头朝着大船,并且不服从舵手操纵,几乎笔直地向大船冲来。结果就发生了撞船事故。“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上;这次撞击非常剧烈,以致“豪克”号把“奥林匹克”号的船舷撞了一个大洞。

 

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在海事法庭审理这件奇案的时候,大船“奥林匹克”号的船长被判做过失的一方,因为法院的判决书说──他没有发出任何命令给横着开来的“豪克”号让路。

 

可见,法院在当时一点也没有看出任何异常的事情来:没有别的,只是船长调度失当。其实这里却发生了一个完全不能预料的情况:船在大海里发生了互相吸引的事故。

 

那么怎样来解释这种吸引的现象呢?这可以用液体在管子里和在河里流动的原理来解释它。可以证明,如果液体沿着一条有宽有窄的小河向前流动,那么在小河的狭窄部分它就会流得快些,并且给河流岸边的压强也比宽的部分小些;而在宽的部分它就要流得慢些,并且给河流岸边的力量压强也比较大些。即在流速越快的地方压强越小,在流速越慢的地方压强越大,这就是伯努利原理。

 

这个原理对于气体也是正确的。在关于气体的学说里,这种现象常常叫做“气体静力学的怪事”。据说,下面就是人们第一次偶然发现这种现象的经过。在法国一座矿山里,一个工人奉命把那个和外坑道相通的孔用护板遮蔽起来,这个外坑道是向矿井里输送压缩空气用的。这个工人和冲入矿井里的气流斗争了很久,却不能把它遮上;可是突然间,护板自己砰的一声关上了,关的力量竟是这样大,如果不是护板够大的话,它可能和大吃一惊的工人一起被拉进通风道里去。

 

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气流的这种特性也可以用来解释喷雾器的作用。如图2,当我们吹横管B的时候,空气在细管里就会减小自己的压力。这样直管A上面就出现了压力比较小的空气。结果大气压力就把杯子里的液体沿着直管压上来;液体到了管口,落在吹来的气流里,变成雾的形状散播在空中。

 

现在我们就不难明白两艘船之间所以会有引力的原因了。当两艘轮船平行地航行着的时候,在它们的船舷中间就好像有了一条河。在普通的河里,岸不动,水在动;这里却相反,是水不动,岸在动,船就相当于是河岸。不过这里产生的压强却一点没有改变:在这条能动的河岸的狭窄部分,水对岸所施的压强比它对轮船周围空间所施的压强要小。换句话说,两艘轮船相对的两侧从水里受到的压强比两船外侧部分受到的压强要小。这会产生什么样的后果呢?船在外侧的水的压强下一定会相向运动,而比较小的船只自然会移动得显著些,比较大的船几乎仍旧留在原处,一点也没有移动。这就是为什么大船很快地在小船旁边驶过的时候会出现特别强大的引力的缘故。

 

可见船只之间的引力是由流水的吸引作用造成的。急流对于洗澡的人的危险,漩涡的吸引作用,都可以用这个来解释。

 

可以算出,河里的水流在用每秒一米的普通速度前进的时候,就有300N力量在吸引着人的身体!受到这种力量吸引的人是不容易站住的,特别是在水里,当我们身体本身的重量不能使自己保持稳定的时候。最后,大家知道在飞速前进中的火车也有吸引作用:在用每小时50公里的速度前进的时候,它要用大约80N的力量吸引站在车旁的人。这也可以用伯努利原理来解释。

 

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