56 海豚获得潜泳冠军之谜
来源:晨网初中物理 作者:佚名 时间:2020-10-21 浏览:次 星级: 下载权限:点券[点击下载]
70多年前,在新西兰附近的海面上,经常游弋着一头身长4米活泼伶俐的海豚。每当船只通过暗礁密布的海峡时,这只聪明的海豚都充当“领航员”,引导来往船只顺利地通过这段危险地区。航行在南太平洋的水手们,无不为它助人为乐的精神所感动。直到今天,水手们依然把海豚当做亲密的朋友,从不伤害它。根据科学家对它的生活观察和解剖研究,发现它的智力仅次于人;若与猩猩相比,则毫不逊色。
近年来,海豚更一跃成为动物界的骄子。经过训练的海豚,会表演各种精彩的杂技节目:敏捷地跃出水面,勇敢地穿越浓烟滚滚的火圈;神速地潜入水底,捞回落在水里的物件;机智地咬下观众拴在钓竿上用来戏弄它的东西,送给它的主人;……
海豚能够模拟人的数字口令,听起来清晰可辨,宏亮悦耳;它还能发出各种声音,来表达不同的意思,小海豚和母亲失散后,会吹起“口哨”来,母海豚听到之后就发出回声,互相联系,直到重新团聚为止。海豚喜群游,少则数十头,多者可达数百头结伙活动。倘若群体中有一头海豚受伤,别的海豚决不遗弃伙伴各自逃命,而是将受伤者团团围住,“扶”它游出水面呼吸。
科学家在研究海豚这些有趣的习性的同时,发现它还是海洋里的“潜泳冠军”,可以飞速地游来游去。海豚为什么能创造快速纪录呢?
我们知道,尽管潜水艇做成了阻力很小的流线型,获得了惊人的高速度。但是,艇壳同水流仍然发生着摩擦。特别是当潜艇的速度增加到某种程度的时候,接触在艇壳表面上的水流,便会呈现混乱状态,阻力骤然增加,潜水艇90%左右的推动力,都耗费在克服这种摩擦所产生的阻力上面了,多么可惜的无功损耗啊!然而,一头身长4米多的海豚,如果潜泳的速度是每秒15米,在水流不呈混乱现象的状态下,它身体的摩擦阻力,便会降低原来的二十分之一左右。科学家们经过长期的观察、研究和解剖发现,海豚除了有适合快速游泳的流线型体形外,还有一层能减少水的阻力的特殊的皮肤构造:在真皮里,有无数个细细的管状突,管状突内有特殊的像水一样的东西,海水一冲击皮肤,管状突内水一样的东西就相应地流动,形成波浪形的起伏,整个皮肤就像海绵一样,具有很好的伸缩性和弹性。由于皮肤表面的形状和海水的波浪形状一致,皮肤与水的摩擦力很小,因此海豚产生的动力几乎全部用在增加游动的速度上了。于是科学家使用富有弹性的特殊橡胶,模仿海豚的皮肤,制成了一种表面光滑,里面带有无数个互相连通的细小而中空的小圆管的人造革薄膜,包在潜艇的外表上。结果,可以减少水流对潜艇所产生的50%的阻力。在不增加动力的条件下,大大加快了航行速度。不仅揭开了海豚获得高速度之谜,而且提出了潜艇如何获得高速度的新课题。
读到这里,也许读者会问:海豚的潜泳速度这么快,海底地形那么复杂,它靠什么本领来“导航”呢?科学家发现它有很特殊的感觉器官——声纳系统,能发出超声波,探测周围的环境,并根据声波折回情况,判断障碍物的远近,其准确度高达98~100%!海豚的声纳系统,已经引起了通讯技术人员的充分重视,并依据它改进了海豚声纳系统,得到了广泛的应用。为保证舰艇航行的安全,可以用声纳搜水雷、量水深、探浮冰、测航速,完成导航任务;更可以用它搜索、跟踪和识别敌潜艇,准确地测定其方位和距离,实施攻击。所以,声纳被人们称做舰艇的水下“千里眼”、“顺风耳”。
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