趣说物理:改变世界的工程师
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2.6 靠得太近酿成的祸事

在靠近铁路的地方,大人们常告诫小朋友不要到铁路边去玩耍,防止火车开过来时把人吸进去。开动着的火车为什么会产生吸力呢?先看看下面的故事吧。

1912年的秋天,当时世界上的一艘最大远洋轮“奥林匹克”号正在向前疾驶,这时在距其100米左右处有一艘“豪克”号巡洋舰与之同向前进。突然,吨位小的巡洋舰好像被一只无形的巨手推动似的,竟向着远洋轮冲去。巡洋舰的舰长大惊,连忙纠正航向,但是一切努力都归于失败,“豪克”号终于把无辜的“奥林匹克”号撞了一个大窟窿。

是什么力量酿成了这场祸事?我们不妨做个简单的实验:取两张普通的白纸,用两只手拎着平行相对放置,之间约有十几厘米的距离。我们用嘴向它们之间吹口气,试图使二者分开的距离更远些,结果恰恰相反,两张纸非但未分开,而且靠得更近了。

瑞士物理学家丹尼尔·伯努利

为什么会出现这种现象呢?原来吹气时两张纸之间的空气的流动速度变大了,气体流动速度变大时压强就会变小。两张纸外侧空气保持着大气压强,而内侧气体压强变小了,外侧压力大于内侧压力,两张纸必然向内侧运动了。

这个原理早在1726年就由瑞士的一名大物理学家丹尼尔•伯努利提出来了,但是没有引起人们的重视,根本没有察觉到它的“威力”,直到“奥林匹克”号与“豪克”号两船相撞,人们才认识到伯努利原理的力量。原来当两船高速并排前进时,由于船头尖、船身宽,而在两船之间的各处,水的流量要保持不变,以免水在船的中部堆高起来,因此在两船身之间水的流速变大了,这就使得两船的外侧受的压力比内侧大,在压力差的作用下,遂发生了惨案。后来,人们才从这起事故中学到了知识,吸取教训,在水面航行的高速船只,都严格地避免两船并排同向航行。

现在再来看火车吧!其实,人们太靠近行驶的火车容易被火车吸引这种说法是不够确切的,正确的说法是:当火车高速前进时,它附近的空气都被带动跟着前进,人站在行驶的火车附近时,一面空气的流速快而另一面空气不动,这个压力差就会把人推向火车,从而发生危险。

知识加油站

压力

压力:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫压力。

压力产生的原因:压力是由于两个物体之间互相挤压引起形变而产生的弹力。

压力可以使物体产生形变。例如,用木棒从各个角度挤压面团,可看到,当木棒离开后,面团上留下了一个个的凹坑,这种使面团发生凹陷形变的力就是压力。压力是垂直作用在物体表面上,使物体表面凹陷的力。其中“作用在物体表面上”一语,意味着表面上各点都是压力的作用点,“垂直物体表面”是压力的方向,“使物体表面凹陷”是压力产生的作用效果。例如按图钉,其方向可以与墙面垂直,可与天花板垂直,也可与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面相垂直的。这是压力与其他力的一个根本区别。