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水上行走器(饥荒水上行走)

2022-11-08 05:40:34健康663

水上行走(人能在水上行走吗?)

几个世纪以来,人类一直梦想在水上行走。十五世纪,达芬奇画了一双浮桥鞋;1988年,法国表演者雷米·布瑞卡特穿着一双漂浮滑水橇横渡大西洋。

水上行走器(饥荒水上行走)

在自然界中,有1200多种动物可以在水上行走。也许我们可以从他们身上得到启发。较小的动物,如昆虫和蜘蛛,利用水的表面张力来支撑自己的体重,这样就可以在水上行走。

水的表面张力是多少?

在水中,每个水分子都被其他水分子包围着,水分子之间往往会相互排斥。而水面上没有其他水分子,水分子分布稀疏,所以它们往往会相互吸引,形成一层薄层,就像一层薄薄的橡胶膜。通过在水面上漂浮一根针、硬币或回形针,你可以看到表面张力在起作用。

然而,水的表面张力太弱,无法支撑较重的动物在水面上行走,如蛇怪蜥蜴,它们靠双脚快速拍打水面产生浮力在水面上奔跑。当然,对于人类来说,水的表面张力甚至微不足道。

漂浮在水面上的蛇蜥蜴

尽管如此,根据2006年发表在《流体动力学年刊》上的一篇论文,人类可以像蛇怪蜥蜴一样漂浮在水面上,只不过速度是每小时108公里(每秒30米),几乎和猎豹一样快。人类最快速度是博尔特在2009年的百米冲刺中创造的,平均速度为37.8 km/h,与漂浮在水上的速度相差甚远。事实上,完成这一壮举所需的能量大约是人体所能消耗的15倍。

然而,人体的极限并没有阻挡我们的梦想。在过去的40年里,水上运动设备的专利已经超过50项。

所以,虽然我们不能自己在水上行走,但是我们可以使用工具。根据麻省理工学院(MIT)应用数学家约翰·布什(John Bush)的说法,这些设备可以通过两种方式增加浮力,或者可以使用一种称为动态升力的力。

散发恶臭的昆虫

大多数专利装置都是为了增加浮力,它们是达芬奇描绘的经典漂浮滑水橇设计。有的人还加绳子,让水上行走者的腿不会分开;或者增加一个铰链方向舵用于转向和稳定。这些水上运动设备大多使用高质量和轻薄的材料,如泡沫聚苯乙烯。

另一方面,使用动力提升的装置需要外力作用在人体上。数学家解释说,这需要一个平行于水面的力来拉动物体,固定翼飞机就是利用了这个原理。当摩托艇拉着人沿水面滑行时,如果脚的角度合适,流过脚的水就会有效地产生一个向上的力,将人托起在水面上,实现赤脚滑水。

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标签: 水上
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