揭秘流體壓強趣事

華峰

法庭為什么會誤判

1912年秋，來自英國的萬噸巨輪“奧林匹克號”在大西洋上航行.不知何時，一艘噸位較小的巡洋艦“豪客號”在“奧林匹克號”右后方200 m處出現.過了一會兒，“豪客號”巡洋艦突然加快了航行速度，兩艘船迅速接近，很快接近于平行航行狀態.突然，“豪客號”如同著了魔.扭轉船頭向“奧林匹克號”撞去，為了防止撞船事故的發生，“豪客號”船長下令水手立即全力扳舵，但仍無濟于事，只聽“砰”的一聲巨響.“豪客號”將“奧林匹克號”的船身側面撞出了一個大窟窿.造成了一起巨大海難事故.海事法庭對這一事件進行了審理，判決“豪客號”船長犯有駕駛失誤罪，于是將其關進了監獄.

數年以后，隨著科學的進步，一些科學家指出“豪客號”船長并非主觀故意犯罪.最終法庭采納了科學家們的建議，宣布“豪客號”船長無罪，并為其恢復了名譽.這是怎么回事呢？

原來，“豪客號”巡洋艦之所以會撞上“奧林匹克號”，并不是船長的責任，而是發生了“船吸現象”，兩艘船在海面上平行航行時，如果相距較近，兩船之間的水流較窄，這將導致它們之間的水流速度過快，水流的壓強變小.與此同時，兩船外側的水面開闊，水流速度比較緩慢，壓強較大.于是兩船在水流壓力差的作用下.就會靠得越來越近，最終導致撞船事故的發生.

鑒于類似海難事故的不斷發生，世界海事組織對兩船同向并行時的間隔距離作了嚴格的規定.船員在培訓時也會專門學習，在通過狹窄地段時，小船與大船彼此應做怎樣的規避，

站臺上的安全線有何用

在火車站或地鐵站的站臺上，離站臺1m左右的地方標有一條安全線（如圖1），它的作用是什么呢？原來當列車快速駛入或駛離車站時.其周圍空氣的流速增大，壓強減小，人在站臺上如果離車太近，其身后的壓強遠遠大于列車周圍的壓強.人會被巨大的壓強推入列車底部，因此，為了避免發生意外，所有乘客必須站在安全線以外的地方候車，

跑車后“翼”有何用

跑車的速度極快，開足馬力速度能達200 km/h以上.跑車在極速狂飆的過程中，車身會發飄.出現行駛不穩的現象，容易引發事故.那么怎樣才能有效避免事故的發生呢？為此設計師在跑車的尾部設計安裝了一種“氣流偏導器”.它的上表面平直，底部呈弧形凸起，形狀就像一個倒置的飛機機翼（如圖2）.由于氣流偏導器上表面平直，下表面凸起，所以當跑車高速行駛時，流過氣流偏導器上方的空氣速度較慢，壓強較大：而流過氣流偏導器下方的空氣速度較快，壓強較小.這樣氣流偏導器上、下方所形成的壓強差會使車對地面的壓力增大.摩擦力也隨之增大，從而提高了車輛高速行駛時的穩定性.

石球滾動因何故

在某些城市的市政景觀中，我們常會看到圖3所示的設計，只見一顆被打磨得通體光滑的石球坐落在石臺的凹槽中.石臺四周蓄滿水.平時，石球就靜止在石臺上，一旦啟動電源.四周的水被抽上石臺.在石球下就會形成汩汩噴泉.于是神奇的事情發生了：光滑的石球在水花的簇擁下開始不停轉動，在四周燈光的映襯下顯得格外好看.那么，石球為何能不停翻滾？難道石球的下方裝有什么機關嗎？

仔細觀察你就會發現.石球兩側的水流速度并不相同，左側水的流速小于右側水的流速，所以左側水的壓強大于右側水的壓強.這樣就可以使石球不停地轉動了.同時.打磨得非常光滑的石球表面能大大減小摩擦力.也有利于其持續轉動，

責任編輯林洋

2019年11月號“物理潛能知識競賽”參考答案

1.D2.C（提示：玩具鸚鵡緊靠凸透鏡，說明物距小于焦距，在它逐漸遠離凸透鏡的過程中，通過凸透鏡觀察到的像逐漸變大，當大于焦距時，成倒立、放大的像，故三個像的順序為②③①）3.B（提示：根據圖示信息可知，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，此時u>2f，即40 cm>2f，焦距f<20 cm.再根據物像之間的距離關系u+v>4f，所以70 cm>4f，即f<17.5 cm.在u>2f時，物體向左移動的范圍是2f～∞，而像只能在f～2f之間移動，所以可以判斷物體移動的速度大于像移動的速度，故相對于物體，像在右移）4.C5.AC（提示：由圖象可知蠟燭的移動速度是2 cm/s.所以前段時間，物距遠大于2倍焦距，蠟燭成像在焦點附近，光屏移動速度很慢，故B、D錯誤;當蠟燭移動40 s后，物距為2倍焦距，此時光屏應在2倍焦距處，速度為2 cm/s，故A、C正確）