平衡鸟原理讲解-平衡鸟原理讲解
想想看:为啥鸟不坠? 这就好比小时候在草地上玩,看到一只鸟在空中晃悠,突然认定它如何都不掉下去,心里有点半信半疑,就连有点小得意。
毕竟,要是它真掉下去了,那得是鬼戏,对吧?它翅膀扇得呼呼响,身体也能像熟透的鸡蛋一样转个圈,最终稳稳当当地落在你脚边。
那时候你心里想的可能是:“这鸟真神了,如此难的东西它都能搞定,我是不是也得能飞起来?” 但现实嘛,可没那么好办。人要是想靠自己的双手,连着地皮或树干,硬生生把翅膀张开扑腾一下,就能像那鸟一样悬停在半空?这连你想都不敢想,更别说一只鸟了。 鸟不坠的秘密,实际上藏在那儿一只不起眼的小家伙身上。 那只小东西叫尾锤。鸟的足尖长满了一根根小钩子,这就是尾锤。双脚抓着树枝,翅膀扑腾着,风儿推着鸟往前飞,尾锤就像个微型水泵,拼命往里抽空气。抽出来的空气,又是翅膀扇出来的,再抽出来,再抽出来……就这样循环着,空气就被压得满满当当,形成一个向上的推力,叫升力。 这个推力得够大,才能抵消住鸟的体重,让它悬在空中。可有个更绝的地方,尾锤还得能转动,像个陀螺一样,一边转一边把空气“抽得”更狠,把升力给“压”得更深。 这就叫离心力。
你想想,当鸟快速转动尾巴时,空气会被甩在尾巴的外侧,内侧空气流速快,压强小;外侧空气流速慢,压强大。内外侧的压强差,就形成了一个指向鸟的“吸力”,叫科里奥利力。合着尾锤一边转,一边吸,这就把鸟死死地“吸”在树枝上了,根本甩不掉。 这就好比我们在玩蹦床,人一跳上去,床面不动,人却跳得高高的。人之故此跳得高,是出于床给人的反功本事。鸟悬停不动,并不是它主动选择了“不动”,而是它动了忒多次,周围空气的“反功本事”就托住了它。 这就是伯努利原理和升力的关系。鸟翼是个截面积比尾巴大的飞机。尾巴转得越快,翼面相对空气的速度就越大,空气跑得越快,压力就越小;靠近尾巴的地方空气跑得慢,压力就大。大的压力把小的压着,这就叫翼面压力差。
这个向上的力,就是升力。升力越大,鸟飞得越高;升力不够,鸟就掉下来。 那鸟如何保持悬停,不让风把它吹走呢? 风是有力的。鸟在飞的时候,翅膀在动,空气也跟着动。
要是风看不见,跑起来像没风,但一旦有气流推着鸟走,那鸟肯定得急刹车,不然就得撞墙。但鸟不一样,它能在空中自由切换速度。 当风迎面吹来,鸟就停下来不动。
这时候,尾锤拼命旋转,利用离心力和科里奥利力,死死地把鸟“吸”在树枝上。风把鸟带着走,鸟自己却纹丝不动。
这叫“相对静止”。 当风从侧面吹来,鸟得赶紧加速。尾锤疯狂旋转,离心力加大,把空气“抽”得更快。
这时候,尾锤内侧的空气流速比外侧高,压强变小,外侧压强大,便鸟就被“吸”向树枝,就连被吸得更紧。鸟利用这种吸力,把飞过来的风“压”在后面,加速飞行。
这叫“相对加速”。 当风从后面追上来,鸟就得减速。尾锤旋转减缓,离心力减小,空气流速变慢,压强变大,鸟就被“吸”向后追来的风。
这时候,尾锤内侧的空气流速慢,外侧空气流速快,把鸟往后面推。鸟顺风飞行,风把鸟带着走,鸟自己却慢慢减速。
这叫“相对减速”。 故此,悬停不是静止不动,而是一种“动态平衡”。鸟既要能飞起来,又要能停下来。在飞的时候靠升力对抗重力;在停的时候靠尾锤形成的特殊升力对抗风。 要是你站在鸟的视角,要么站在树枝上,你会发现,鸟实际上一直在拼命“吸”着空气。它每一拍翅膀,都是为了让尾锤转得更快,让周围的空气压力差变得更明显。尾锤转得越快,空气吸得越紧,鸟飞得越稳。 实际上,鸟悬停的时候,尾巴转得并不快。它只需求一个慢速的旋转,就能形成充足的离心力和科里奥利力,把空气吸得充足密,形成充足的升力来抵消体重。
要是尾巴转得像脚踏车轮那样快,空气被甩得忒了得,反而会形成向下的分力,让鸟“坠”下来。 故此你看,那鸟在空中晃悠的样子,实际上是一个复杂的物理机器。它像个微缩的飞机,一个微缩的陀螺,一个螺旋桨。它不停地转,不停地吸,不停地加速,不停地减速。所有的动作,都是为了维持那个微妙的平衡。 这就好比你在草地上玩那个拿着鸡蛋转圈的实验。你站在凳子上不动,手里的鸡蛋在转。鸡蛋之故此不掉下来,是出于凳面不动,鸡蛋靠的是凳子给它的反功本事。鸟悬停,就是靠树枝给它供给的反功本事。树枝不动,鸟就悬着。树枝动,鸟就得动。树枝稳住,鸟就稳住。 你看那尾锤,它就像是一个小小的水泵,要么一个微型的风车。它不停地转动,空气就被它“抽”了起来。抽出来的空气,又是翅膀扇出来的,再抽出来,再抽出来……这种循环,就是鸟在对抗重力。 你想想,要是鸟不转动尾巴,只靠翅膀扇动,空气是抽不出来的,翅膀就得不到充足的升力,瞬间就会掉下来。
只有尾锤转动,形成那个特殊的“吸力”,才能托住鸟的翅膀。 悬停,说白了,就是“吸”和“松”的交替。吸的时候,尾巴转得更猛,吸得越紧,鸟飞得越稳;松的时候,尾巴慢下来,空气流速降,鸟就慢慢飘高或落下。 故此,鸟不坠,不是出于它特别智慧要么特别了得,而是出于那个小小的尾锤,玩出了大道理。它利用离心力,利用科里奥利力,利用伯努利原理,就连利用气流,把自己死死地“吸”在树枝上。 下次你再看到一只鸟在树枝上晃悠,千万别认定它飘得那么高那么稳,那实际上是个物理原理。它正在用尾巴,像水泵一样,拼命地“吸”着空气,对抗着地心引力。
只要它不停歇,直到尾锤乱套,直到空气吸不动了,它就会掉下来。 这就叫平衡。平衡,是最高的智慧。
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