人在水中游泳时受到的水阻力比人在陆地上行驶时受到的空气阻力要大得多 。这是因为物体运动时受到的阻力与周围物质的密度有关 。水的密度约为空气密度的800倍,在水中行驶的船舶也会受到比在空气中行驶的列车、汽车、飞机大800倍的阻力 。所以,在水中航行的船舶跑不快 。
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为什么船舶行驶速度慢? 如果你想知道为什么船舶行驶速度慢,你可以知道人类的运动记录 。世界百米跑记录保持者跑100米所需的时间是世界游泳记录保持者游100米自由泳所需时间的五分之一 。为什么会这样呢?
本来,人在水中游泳时受到的水阻力比人在陆地上行驶时受到的空气阻力要大得多 。这是因为物体运动时受到的阻力与周围物质的密度有关 。水的密度约为空气密度的800倍,在水中行驶的船舶也会受到比在空气中行驶的列车、汽车、飞机大800倍的阻力 。所以,在水中航行的船舶跑不快 。
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谁让船停下来跑得快? 船舶在水中航行时遇到的水阻力主要包括兴波阻力、摩擦阻力、涡流阻力 。潜艇没有兴波阻力,但涡流阻力和摩擦阻力依然存在 。
摩擦阻力是指船体与水之间摩擦产生的阻力,摩擦阻力的大小与船体浸入水中的面积和速度也呈正相关关系 。也就是说,船体浸水的面积越大,摩擦阻力就越大 。船速越高,摩擦阻力也越大 。
兴波阻力是指在水中行驶时,对水中产生波浪的船舶的阻力 。兴波阻力的大小与船体的形状和速度有关,船体比较窄,呈流线型,船体表面比较光滑,兴波阻力越小船的速度越快,兴波阻力越大 。涡流阻力是指船舶在水中行驶时船尾产生涡流所产生的阻力,涡流阻力的大小与浸入水中的船体形状有关 。另外,在波涛汹涌中航行的船舶会产生波浪阻力和上风阻力 。
【为什么船的速度都很慢?】船舶的高速化是怎么实现的? 船舶在水中行驶时会受到这些阻力,因此很难大幅提高船舶的速度 。船舶低速航行时,摩擦阻力占主导地位; 高速航行时,兴波阻力迅速增加,超过摩擦阻力占主导地位 。加快船舶速度,一是增加船舶动力,二是减少水阻力 。增加动力装置的功率才能增加船舶的动力 。这意味着机械和燃料的重量增加,船舶吨位也增加,水阻力也相应增加 。所以,用增加动力的方法来增速船舶,放大率是有限制的 。要减少船舶遇到的水阻力,必须使船体离开水面或减少船体浸水的面积 。在这种想法下,出现了滑行艇、水下翼艇、气垫船等新型船型 。
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