生活中的流体力学-游泳运动员水中三重阻力

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　　游泳是奥运会上最气韵流畅又喧腾激扬的竞赛项目。蛟龙出水般的爬泳(现代游泳称之为自由泳)，浪翅翻飞的蝶泳，枕涛卧波的仰泳，“能屈能伸”的蛙泳，在8条蔚蓝色的泳道各展风姿，金牌银牌同样决胜于百分之一秒间。
　　虽然游泳竞赛项目和奥运会同龄，但前三届设置过的20个单项已有85%被淘汰。早期的自由泳是指“八仙过海”的任意姿势。
　　-泳衣变化 　　穿游泳衣比裸泳的阻力减少7% 　　奥运会之初，游泳衣是用棉织平纹布和罗纹布制成的，松懈又兜水，带来很大的阻力。羊毛和丝绸的面料渐渐使游泳装更加紧凑和贴身。
　　而荒唐陈腐的道德观念曾一度将游泳服视为异端。第7届安得卫普奥运会上夺得3项游泳冠军的美国“女飞鱼”布莱特雷因在海滨穿短裤游泳而遭逮捕，“道学家”给她安的罪名是“有伤风化”。
　　1975年，荷兰学者在船槽中把穿与不穿游泳服进行对照试验，发现穿游泳服比裸泳的阻力减少7%。原因是人作为四肢动物，经过这种“包裹”和覆盖，能够使全身曲线更加平滑和接近流线型，自此游泳服的“穿脱之争”告一段落。
　　1988年汉城奥运会上，美国队的“大力士”游泳服备受瞩目，聚氨酯纤维和超细尼龙纤维不仅使游泳服的重量再度减轻，双向伸缩性和整体平滑度都达到一时无二的完美。
　　2000年悉尼奥运会成了鲨鱼皮游泳服的“大秀台”。
　　-揭秘 　　跑的为啥比游的快 　　人在水中为什么不下沉？其实人体70%的成分是水，平均密度在0.96至1.05之间。一个标准身材的成年人受浮力作用，头露出水面时的体重大约3公斤。
　　身体浮力的合力点即“浮心”由身体浸入水中各部分的几何中心决定，和人体重心并不重合，上体因比重小而趋于上浮，下肢因比重大而趋于下沉，会产生扭转力矩。如果将手臂平伸过头就会使浮心和重心更加靠近了。
　　为什么百米短跑比百米游泳快得多？因为地上和水里的运动机制完全不同。
　　田径运动员靠脚蹬地面产生反作用力奔跑，地球同时被脚掌“蹬开”的距离可以忽略不计。而人在水中游泳却没有固定的支撑，只能靠推动一定质量的水向身后作加速度运动，使自己借助反作用力前进。挥动的双臂和踢打的两腿如同“螺旋桨”，是产生推力和升力的引擎。加大马力的基本原则是划水和蹬夹水的速度要尽量快。
　　两届奥运会上5夺金牌的澳大利亚游泳名将索普天生一双蒲扇般大手和47码的大脚，使他相当于戴了一副小号的手板和脚蹼。2004年雅典奥运会上获得6枚金牌的美国泳坛领军人物菲尔普斯也因为生就一副“大手大脚”在水中占尽了便宜。
　　-力学解析 　　要想游得快 　　冲破仨阻力 　　游泳运动员获得推进力后，必须在水中冲破“三大阻力”。
　　“压差阻力” 　　水的密度是空气的773倍，粘滞性是空气的55倍。运动员把不可压缩的水“挤”开后从中间穿越，水便绕着人体流向身后并产生漩涡，形成前后的压力差。身体纵轴越长，越接近流线型，迎水截面积越小，压差阻力就越小。这就是为什么优秀的游泳运动员都有修长的体型的原因了。
　　“波浪阻力” 　　因为人既不像鱼类那样游在水下，又不能像鸭子一样浮在水上。我们游动在水和空气的界面，于是便不得不耗掉一部分体能去激起重重波浪。运动员在这种弓形波浪中游泳，如同“举着”一定重量的水前进，这便是位居第二的“波浪阻力”。
　　游泳池里分隔泳道的小转轮也是为了消除相邻选手间的波浪干扰。
　　“摩擦阻力” 　　是游泳运动的第三个束缚。由于水具有粘滞性，游泳时附着在身体表面的水分子便会依次带动相邻层面的水分子前进，这个“边界层”中水分子的内摩擦产生“摩擦阻力”。游泳运动员中盛行的“刮体毛”就是因为摩擦阻力和身体表面积及粗糙度成正比相关。
　　游泳时的三大阻力并非一成不变，随着速度增加，摩擦阻力按线性增加、压差阻力按平方增加、波浪阻力按立方增加。

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也不是越光滑越好

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控制边界层流动

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足球运动也有很多流体力学现象，比如香蕉球

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理论应用的比较好

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处处皆理论

bian222

挺有意思的流体知识。