自行車(chē)學(xué)潛水

汽車(chē)一下水都會(huì)“滅火”，自行車(chē)能行嗎？

“請(qǐng)注意，汽車(chē)那么重，我這么輕；汽車(chē)需要發(fā)動(dòng)機(jī)，我可不用。而且，我全身都是空心的鋼管，怎么就不能到水里走一圈？”

就這樣，自行車(chē)一咬牙一閉眼，下水啦——走起！

★咦，輪子為啥罷工了？★

自行車(chē)在陸地上行駛時(shí)，是依靠輪軸帶動(dòng)后輪產(chǎn)生向前的摩擦力，來(lái)克服前輪受到的向后的摩擦阻力，從而兩個(gè)輪子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，向前行進(jìn)。而當(dāng)自行車(chē)懸浮于水中時(shí)，車(chē)輪浮在水里，根本就不著地！當(dāng)然也沒(méi)有摩擦力來(lái)幫助車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)了。

問(wèn)題1：自行車(chē)是怎樣懸浮在水里的？

雖然自行車(chē)渾身都是空心鋼管，但要在水中懸浮，自身產(chǎn)生的浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以必須加以改進(jìn)。方法包括下面幾步：

①先用熱熔膠對(duì)車(chē)體上所有可能進(jìn)水的部位進(jìn)行封閉，以降低車(chē)體的密度，使其浮力最大化。

②加裝輕型泡沫材料制作成的浮子，可以通過(guò)增減浮子來(lái)調(diào)節(jié)浮力的大小，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)浮子所在的位置來(lái)調(diào)整車(chē)體在水中的姿態(tài)。

③不要忘了，水下的自行車(chē)上還坐著一個(gè)人呢！潛水時(shí)，人體可以通過(guò)調(diào)節(jié)呼吸頻率和深淺來(lái)調(diào)整自身的浮力。

在水下，自行車(chē)在前行過(guò)程中，氧氣的消耗會(huì)導(dǎo)致重量減少，但同時(shí)浮子、潛水服吸水又會(huì)導(dǎo)致重量增加。因此浮力和重力都處在不斷的動(dòng)態(tài)變化之中。這時(shí)，騎車(chē)人可以通過(guò)充放潛水設(shè)備上的氣罐，來(lái)調(diào)整浮力，以達(dá)到平衡狀態(tài)。

★嗯，人怎么沒(méi)有坐在車(chē)上？★

“喂喂喂，你的屁股都沒(méi)挨到車(chē)座子，怎么騎車(chē)啊？”自行車(chē)覺(jué)得好奇怪。其實(shí)在水中，人和車(chē)體都是懸浮的，需要保持一個(gè)適當(dāng)?shù)闹匦奈恢茫駝t就會(huì)失去平衡。如果人真的坐在車(chē)座上，重心就會(huì)靠后，使得車(chē)子的前輪上揚(yáng)甚至倒翻過(guò)來(lái)。所以騎車(chē)人必須離開(kāi)座位，將身體靠前，才能保持水平狀態(tài)。

★在水下怎么騎車(chē)？★

在水下時(shí)，自行車(chē)和上面的人都處于失重狀態(tài)。這時(shí)人用腳蹬踏板，不但使不上勁兒，而且還會(huì)使得人從車(chē)上“漂走”。所以需要在腳蹬子上加裝固定裝置，把人體和車(chē)體固定在一起，這樣才能實(shí)現(xiàn)在水中騎車(chē)。

★唉，怎么走得這么慢？★

“我游、我游、我……”哎，費(fèi)了半天勁，自行車(chē)感到自己好像根本沒(méi)動(dòng)地方。在40米長(zhǎng)的泳池中“游”了兩個(gè)來(lái)回，差點(diǎn)花了一個(gè)小時(shí)！“我怎么走得這么慢呀？”

原因一，是水的阻力遠(yuǎn)比空氣要大，人和車(chē)在水里確實(shí)“寸步難行”。原因二就是——這個(gè)螺旋槳太小了！在水里，人踩腳踏板能產(chǎn)生的動(dòng)力是有限的，所以必須采用葉片寬大、能推開(kāi)更多水的螺旋槳，才能產(chǎn)生巨大的推力。而且兩枚葉片的方向必須相反。否則，自行車(chē)在水下就只能當(dāng)“蝸牛”啦。

“看來(lái)，就算我能下水，也沒(méi)什么用啊！”自行車(chē)徹底服氣了，“沒(méi)有了跟大地的摩擦力，原來(lái)這么困難！那我還是當(dāng)一輛腳踏實(shí)地的自行車(chē)吧！”

★那，車(chē)子怎么動(dòng)起來(lái)？★

前面說(shuō)過(guò)，自行車(chē)在陸地上行駛時(shí)，通過(guò)騎車(chē)人踩踏腳蹬，來(lái)帶動(dòng)自行車(chē)的中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)鏈條帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，借助與地面產(chǎn)生的摩擦力，使自行車(chē)前行。“現(xiàn)在兩個(gè)輪子都懸空了，那該怎么走呀？”

“別急，我們給你安個(gè)螺旋槳，你就能走啦！”原來(lái)在水中，騎車(chē)人要通過(guò)踩踏腳蹬，帶動(dòng)自行車(chē)的中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)鏈條帶動(dòng)后軸轉(zhuǎn)動(dòng)，后軸再帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳向后排水產(chǎn)生推力，才能驅(qū)動(dòng)自行車(chē)前行。

問(wèn)題2：螺旋槳如何在水下推動(dòng)自行車(chē)？

螺旋槳的原理很簡(jiǎn)單。它的每一個(gè)葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，周?chē)目諝饣蛩蜁?huì)對(duì)葉片產(chǎn)生壓力。而由于受力角度不同，所以葉片兩側(cè)受到的壓力大小不同。這樣，葉片上就產(chǎn)生了一個(gè)向前的推力。

自行車(chē)要在水里前進(jìn)，也必須借助螺旋槳。但要注意安裝的位置和方向。保證螺旋槳旋轉(zhuǎn)起來(lái)之后，只產(chǎn)生向前的推力，避免做無(wú)用功。