物理學(xué)案例分析:飛機(jī)的應(yīng)用
20世紀(jì)20年代的一天,一艘當(dāng)時世界上最大的遠(yuǎn)洋輪船“奧林匹克”號出了事故。這天,它正在大海上航行,在離它100m的地方,有一艘比它小得多的巡洋艦“豪克”號與它平行的疾駛者。可是一件意外的事情發(fā)生了:小船好像被大船吸住了似的,一點兒也不聽舵手的操縱,竟像要同歸于盡似的一個勁地向“奧林匹克”號沖去。結(jié)果,“奧林匹克”號躲閃不及,船舷被“豪克”號的船頭撞了個大洞。
仔細(xì)分析,這其實是個意外事故,主要是流體的性質(zhì)所造成的。我們知道:液體或氣體的壓強,跟它的流速有關(guān)系,流速越大,壓強就越小。
知道了這個道理,就不難找到“奧林匹克”號出事的原因了。原來,當(dāng)兩艘船平行向前航行的時候,在這兩艘船中間的水,比外側(cè)的水流得快,因此水對兩艘船內(nèi)側(cè)的壓強,比外側(cè)部分受到的壓強要小,如圖1。于是,在外側(cè)水的壓力下,兩船互相靠近,以致使“豪克”號撞到“奧林匹克”號的船舷上。
飛機(jī)機(jī)翼正利用了流體壓強與流速的關(guān)系工作,產(chǎn)生升力,使巨大的飛機(jī)飛上藍(lán)天的。機(jī)翼的造型上凸下凹,如圖2。當(dāng)一股氣流沿著機(jī)翼流過時,機(jī)翼上方通過的氣流流速比機(jī)翼下方通過的.流速大些,于是機(jī)翼上方所受氣流的壓強小于下方所受的壓強,以致向上的壓力大于向下的壓力,就形成了機(jī)翼的升力。當(dāng)飛機(jī)所獲得的升力與飛機(jī)的重力相互平衡時,飛機(jī)就保持一定的高度飛行,自由翱翔在藍(lán)天了。
與飛機(jī)機(jī)翼的原理恰恰相反,有的跑車在車的尾部設(shè)計安裝了一種“氣流偏導(dǎo)器”,如圖3。它的作用是為了讓汽車在高速行駛時,對地面的壓力更大,提高車輪的抓地性能。你認(rèn)為圖4中能表示偏導(dǎo)器橫截面形狀的應(yīng)是( )
分析:根據(jù)題意介紹,應(yīng)如圖4─B所示,上表面平直,底部呈弧形凸起,相當(dāng)于一個倒置的機(jī)翼,當(dāng)空氣高速從左到右經(jīng)過“氣流偏導(dǎo)器”時,它的下方氣流速度比上方大,根據(jù)“流速越大,壓強越小”,流過“氣流偏導(dǎo)器”的空氣產(chǎn)生向下的壓力差,這樣汽車就會受到向下的壓力,車輪對地面的壓力增大,“能更好的抓緊地面!睖p弱高速行駛時,車有一種“飄”的感覺。具體圖解如圖5。
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