伯努利——真的白努力?

伯努利

（Daniel Bernouli,1700～1782）

      伯努利，瑞士物理學家、數學家、醫學家。他是伯努利這個數學家族（4代10人）中最傑出的代表，16歲時就在巴塞爾大學攻讀哲學與邏輯，後獲得哲學碩士學位，17～20歲又學習醫學，於1721年獲醫學碩士學位，成為外科名醫並擔任過解剖學教授。但在父兄薰陶下最後仍轉到數理科學。伯努利成功的領域很廣，除流體動力學這一主要領域外，還有天文測量、引力、行星的不規則軌道、磁學、海洋、潮汐等。

實例篇——伯努利原理

      丹尼爾·伯努利在1726年首先提出：「在水流或氣流裡，如果速度小，壓強就大；如果速度大，壓強就小」。我們稱之為「伯努利原理」。我們拿著兩張紙，往兩張紙中間吹氣，會發現紙不但不會向外飄去，反而會被一種力擠壓在了一起。因為兩張紙中間的空氣被我們吹得流動的速度快，壓力就小，而兩張紙外面的空氣沒有流動，壓力就大，所以外面力量大的空氣就把兩張紙「壓」在了一起。這就是「伯努利原理」的簡單示範。

1 列車(地鐵)站臺的安全線

      在列車（地鐵）站臺上都劃有黃色安全線。這是因為列車高速駛來時，靠近列車車廂的空氣被帶動而快速運動起來，壓強就減小，站臺上的旅客若離列車過近，旅客身體前後會出現明顯的壓強差，身體後面較大的壓力將把旅客推向列車而受到傷害。

      所以，在火車（或者是大貨車、大巴士）飛速而來時，你絕對不可以站在離路軌（道路）很近的地方，因為疾駛而過的火車（汽車）對站在它旁邊的人有一股很大的吸引力。有人測定過，在火車以每小時50公裡的速度前進時，竟有8公斤左右的力從身後把人推向火車。

看懂「伯努利」原理後，等地鐵再也不敢跨過那條黃線了吧。

   2 船吸現象

      1912年秋天，「奧林匹克」號輪船正在大海上航行，在距離這艘當時世界上最大遠洋輪的100米處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦「豪克」號正在向前疾駛，兩艘船似乎在比賽，彼此靠得比較近，平行著駛向前方。忽然，正在疾駛中的「豪克」號好像被大船吸引似地，一點也不服從舵手的操縱，竟一頭向「奧林匹克」號撞去。最後，「豪克」號的船頭撞在「奧林匹克」號的船舷上，撞出個大洞，釀成一件重大海難事故。

       究竟是什麼原因造成了這次意外的船禍？在當時，誰也說不上來，據說海事法庭在處理這件奇案時，也只得糊裡糊塗地判處「豪克」號船長操作不當呢！

       後來，人們才算明白了，這次海面上的飛來橫禍，是「伯努利原理」現象。我們知道，根據流體力學的「伯努利原理」，流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越小；反之亦然。用這個原理來審視這次事故，就不難找出事故的原因了。

       原來，當兩艘船平行著向前航行時，在兩艘船中間的水比外側的水流得快，中間水對兩船內側的壓強，也就比外側對兩船外側的壓強要小。於是，在外側水的壓力作用下，兩船漸漸靠近，最後相撞。又由於「豪克」號較小，在同樣大小壓力的作用下，它向兩船中間靠攏時速度要快的多。因此，造成了「豪克」號撞擊「奧林匹克」號的事故。現在航海上把這種現象稱為「船吸現象」。