无处不在的伯努利原理一、“鼻奇撞船”和“矿井怪事”1912年秋,“奥林匹克”号——当时世界上最大的远洋货轮之一,正在艳阳高照的滔滔太平洋中劈波斩浪。凑巧的是,离这座“漂浮的城市”约100米,比它小得多的铁甲巡洋舰“哈克”号几乎平行地高速行驶着。忽然,“哈克”号好像中了“魔”——调转船头猛然朝“奥林匹克”号直冲而去。更匪夷所思的是,在这千钧一发之际,舵手无论怎样操纵都没有用,大家只好眼睁睁地看着它将“奥林匹克”号的船舷撞出一个大洞。无独有偶,在1942年1O月,美国的“玛丽皇后”号运兵船,由“寇拉沙阿”号巡洋舰和6艘驱逐舰护航,载着1.5万名士兵从本土出发开往英国。在航途中,与运兵船并列前进的“寇拉沙阿”号突然向左急转弯,与“玛丽皇后”号船头相撞,被劈成两半。在l9世纪法国的一座矿山里,一个工人奉命把那个和外坑道(向矿井输送压缩空气用)相通的孔用护板遮蔽起来。他和冲进矿井的气流斗争了很久,却没能把它遮上:但突然之间,护板自己却“砰”的一声猛烈地关上了!那么,是什么原因造成了这些离奇的船祸和“矿井怪事”呢?二、伯努利原理后来人们才知道.“奥林匹克”号等被撞,用“伯努利原理”就能解◆陈仁政/文郑勇/图释。伯努利原理又叫“伯努利效应”(Bernoullieffect),是指流体(气体和液体)流速快时压强小,流速慢时压强大。这里所说的压强。是指流体边界对旁侧的压强,所以伯努利效应被称为“边界层表面效应”。它是瑞士物理学家丹尼尔·伯努利通过多次实验之后.在1726年首先提出来的。原来,当两船并行时,由于它们之间的水流要比外侧的水流快一些,因此两船各自的内侧受到水的压力,就分别比两船的外侧小。这样,船外侧的较大压力就像一双无形的大手,将两船推拢(图1)。“哈克”号轻.在这个大手推动下就跑得更快些,看上去好像是它故意改变航向,径直向“奥林匹克”号撞去。于是,当年海事法庭在处理这件奇案时,“奥林匹克”号一方就指责“哈克”号故意撞过来.而法庭则糊里糊涂地判处“奥林匹克”号船长没有下令给对方让路而蒙冤!后来,两船相撞的奥秘终于大白,船长的冤屈终于昭雪。国际航行界(包括水流慢B图1制定的《国际避碰规则》)也规定禁止船只平行航行,以避免这种“船吸现象”这里的问题是.两船之间的水流为什么要比外侧的快一些?在有船的海面上.显然两只船占据了海水的一部分流道.于是海水只有在两船之间的狭窄处“加紧赶路”而速度变快;而在海面的其他地方,海水流速基本不变...