人在水中游泳时对水的阻力远大于在陆地上跑步时对空空气的阻力。
这是因为物体运动时遇到的阻力与周围物质的密度有关。水的密度约为空气体的800倍,船舶在水中运行的阻力比火车、汽车、飞机在空气体中运行的阻力大800倍。
所以,在水里航行的船跑不快。
为什么船跑得很慢?如果你想知道为什么船速慢,我们可以了解一下人类的运动记录。世界纪录保持者完成100米的时间是世界游泳纪录保持者完成100米自由泳时间的五分之一。原因是什么?
原来人在水中游泳时水的阻力远大于人在陆地上跑步时空空气的阻力。
这是因为物体运动时遇到的阻力与周围物质的密度有关。水的密度约为空气体的800倍,船舶在水中运行的阻力比火车、汽车、飞机在空气体中运行的阻力大800倍。
所以,在水里航行的船跑不快。
谁在阻止船超速行驶?船舶在水中航行遇到的水阻力主要有兴波阻力、摩擦阻力和涡流阻力。
潜艇在水下没有兴波阻力,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。摩擦阻力还与船体浸没在水中的面积和速度成正比。
也就是说,船体的淹没面积越大,摩擦阻力越大。
而且船速越高,摩擦阻力越大。
兴波阻力是指船舶在水中行驶时,由于水中的波浪而产生的阻力。
兴波阻力的大小与船体的形状和速度有关。当船体较窄、呈流线型、船体表面光滑时,兴波阻力较小;船速越快,兴波阻力越大。
涡阻是指船舶在水中行驶时,船尾的旋涡所产生的阻力。涡流阻力的大小与浸没在水中的船体形状有关。
另外,船舶在风浪中航行也会产生波浪阻力和迎风阻力。
提速是如何实现的?因为是船在水中行驶会受到这些阻力的影响,所以船的速度很难有大的提高。
船舶低速航行时,摩擦阻力占主导地位;高速航行时,兴波阻力迅速增大,超过摩擦阻力,占据主导地位。
提高船速,一是增加船的动力,二是减少水的阻力。
只有增加动力装置的功率,才能达到增加船舶功率的目的,也就是说机械和燃料的重量会增加,船舶的吨位也会增加,这样水的阻力也会相应增加。
所以,通过增加动力来提高船速是非常有限的。
要减少船舶遇到的水阻力,就要把船体捞出水面,或者减少船体浸没在水中的面积。在这种思路下,出现了滑行艇、水翼艇、气垫船等新的船型。