交通与数学(漫画数学)
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为什么船头要做成尖角的形状?

很多小朋友都喜欢船,如果你们去过海边的码头,就会发现:不论是即将出海的巨型客轮,还是渔民打鱼的木质小渔船,它们的船头都是一个尖角,很少会有例外。为什么船头多半是尖角的形状呢?

最初,造船的人对这个问题思考得并不多,他们认为船是在水里行驶的,那么理应按照鱼的形状做出来,才能行驶得更好。虽然从古至今,船的形状改变很大,但绝大多数的船头都像鱼儿尖尖的脑袋一样。看来,尖角船头可是经过了岁月的考验呢!

那么,我们应该如何去寻找答案呢?首先,我们要了解水的特性。水能够对船产生作用力,在不同情形下,产生不同的效果。我们常说的船的浮力,其实就是水对船底的压力,即托起船只的力。船与流水接触时,会受到水的冲击:当船只顺流时,水可以推动船只;当船只逆流时,水能够阻碍船只向前。那么,水的作用力来自哪里呢?其实和我们的力气一样,都来自自身的重量。

你知道水的冲击力有多大吗?

想想你在海边看到过的情景:巨浪袭来,一层层沙子被卷起,鱼、贝壳,甚至整条船,全都能被海浪冲上岸。即使巨大的不规则的石头都能被海浪拍打得表面非常光滑,可见水的冲击力有多大。如果波浪日复一日地冲击着船头,恐怕不用多久船头就会被磨损得不成样子了。

那么怎样减少船头受到的冲击呢?答案很简单:减少接触面积。接触的面积小,受到的冲击力自然就小。鱼的头是尖的,它只需要用尖部的力量来突破水的阻挡就可以前进,这样既能节省力气,又能加快速度。所以当初人们造船时,就会模仿河里的鱼,用它尖尖的头部减小水的阻力。

举一个简单的例子:拿两支新铅笔,一支保持原样,另一支把一端削得尖尖的,然后用同样的力气戳一张纸。你会发现,尖头的铅笔轻轻松松就能穿过去,而平头的铅笔根本无法戳穿纸张。这说明在压力相同的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越明显。所以,尖角船头比其他形状的船头更容易划开波浪。

一条好船不光头要尖,身体还要像鱼一样呈流线型,这样才能更好地减小水的阻力。

这是人们在鱼类身上学到的本事。如果想去海底世界畅游一番,那就需要潜水艇。想想看,潜水艇像不像一条人工制造的鱼呢?

我们学会举一反三,就能学到更多的知识。想想看,生活中还有没有什么尖头的东西?小朋友们一定会想到高速列车、飞机、火箭或者是子弹头,其头部设计为尖头,和船的尖头一样,都是为了克服阻力、减小摩擦力、提高速度而制造的。不同的是,它们需要克服的是空气阻力而不是水的阻力。