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  • 1 # 理性科普者

    先糾正問題者一個錯誤,不是流體越大壓強越小,而是液體流速越大的地方,壓強越小。反之在液體流速越小的地方,壓強越大。

    水中游泳的人,在豎直方向上,只受到浮力和自身的重力作用。在豎直方向上人體並未移動距離,這二個力是一對平衡力,不改變人體的運動狀態。在水平方向上,人體受到水向後的阻力作用和水對人的向前推力作用(人的前臂對水產生向後的作用力與水對人前臂產生向前的作用力為一對相互作用力),由於問題設定臂力大小相等(不變),但阻力與速度的大小有關,速度大,受到水的阻力就大。因此,人在水平方向上受到的合力大小不是一個定值。設人作加速運動,則合力方向向前,當水對人向前的推力與阻力相等時,速度達到最大值,什麼時間達到最大值,與游泳池子的長度有關,有可能在整個游泳的過程中,都沒有達到最大值。

    取人做參照物,水的運動方向與運動員的運動方向相反,根據流體壓強規律,流動的水必然對運動員產生一個側壓強(力),這情況與船在水中行駛一樣,由於人和船都是屬於對稱圖形,人體的二側水流速相等,產生的側壓強相等,但方向相反。壓強(壓力)的作用效果相互抵消了。也不影響運動員的運動狀態。

    有一種情況,當二個人並列游泳時,二個人之間的水流速度加快,側壓力會變小,外側壓力不變,二個人均受到一個壓強差,壓強差會強迫二個人相互靠近,影響游泳成績的。這時候臂力大小對運動員成績影響不能忽略,因為二個人臂力相等,本問題也可以忽略。海洋中行駛的船也不能並列,否則會發生撞船事故。仔細看看海軍艦隊的行駛圖片,你可以得到啟發的。

    提醒:豎直方向上的液體壓強(壓力)是產生浮力的原因,不會影響人體的運動狀態。

    對於脂肪對運動員的影響。第一,不影響豎直方向的運動狀態,因為重力和浮力為平衡力。第二,對側壓力也沒有影響,因為側壓力的作用效果相互抵消了。有影響的可能就是人的臂力和阻力,脂肪多者,肌肉收縮產生的推力大小相對於瘦者有一定的差別,至少是爆發力有不同,而問題者已經設定臂力相等。唯一有影響的就是阻力的大小,脂肪多者,體表彈性大,水的壓力容易使體表產生形變,即水的阻力相對於瘦者較大,當然對游泳成績有一定的影響。如果二個人的體型差不多,影響可以忽略。體型差別大,影響就不能忽略。所以,胖子的游泳速度要慢點。

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