书城科普读物物理多大点事
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第64章 汽车后面的尘土好大啊

当你走在乡间的路上,忽然一辆正在急驶着的汽车开过,你会看到后面总是飞扬起滚滚的尘土。汽车走远了,尘土也就随着消失。这是什么道理呢?

我们知道,鱼儿生活在水里,我们生活在空气的海洋里。小鱼儿在茫茫的大海里游泳时,水面不会起什么波浪,如果大鲸游来的时候,就会激起滚滚的浪花。这是因为鲸的身体很大,它要占据许多地方,当它往前游的时候,它所离开的地方就会有水补充进来,因此在鲸的尾部常常出现巨大的浪头。与鱼和鲸一样,人们也要占据一定的空间,人所占的地方的空气也要被人体所排开。但是人的体积比较小,行动又不像汽车那么快,所以并不感到什么。当比人体大好多倍的汽车开来时,它要排开同体积的空气,车子飞快地前进着,在车身刚经过的地方就要有空气来补充,因此空气就由两旁和后面向这个地方涌来,而形成一股涡流。空气的涡流带着马路上的灰尘,紧跟在车子后面,卷起一个大灰柱,这就是我们常看到的汽车后面飞扬的尘土。

其实我们周围充满涡流。小至管道里流出的废水,大至潮汐漩涡、天气体系以至星云,都是涡流。你想看看涡流吗?秋天的落叶,冬天的雪花,是空气中的涡流使它们旋迥飞舞。你要听到涡流吗?松涛呼啸,电线嗡嗡作响,担任演奏和指挥的也正是涡流。大海之滨,翻滚的波涛拍击着岩岸,汹涌澎湃,这样壮观的涡流,多么有声有色!你还可以亲自用手试一试涡流哩。如果你在山涧的急流里插一根竹竿,用手握着上端,你就会感到竿在颤动,水流越急,竿颤动得也越厉害。这表明流水对竿的压力不是稳定不变的。这种现象的起因也是涡流。

小小的涡流,也许是无害的,但大规模的涡流却可能给人们带来灾难。1940年美国塔科马海峡上第一座悬索桥的断毁,以及1969年英国约克郡300米高的电视塔的倒坍,主要就是涡流引起的。飞机翼梢引起的涡流,会使近旁的飞机受到损害,甚至于破坏地面的建筑。

因此,现代建筑师不得不对风力产生的涡流给予充分的估计,因此,像桥梁、高层建筑、高塔、海上采油平台等,无一不需通过风洞试验,才能最后定型。

科学小链接

涡电流

当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流,看起来就像水中的漩涡,所以我们把它叫做涡电流。假如铁芯(或导体)是纯铁(纯金属)的,则由于电阻很小,产生的涡电流很大,电流的热效应可以是铁(或金属)的温度达到很高的,甚至是铁(或金属)的熔点,使铁熔化。