電影《U -571》中的物理
經老師推薦,最近我看了一部老電影(2000年的)《U -571》(又稱《獵殺 U - 571》),可謂驚心動魄。
第二次世界大戰期間,德國U型潛艇橫行北大西洋,炸沉英美盟軍船隻千餘艘,威脅美國至英國的補給線。因無法破解U型潛艇的通訊密碼,盟軍連連失利。美國海軍上尉泰萊率領手下,組成9人小分隊冒死強行登上德 U - 571 潛艇奪取密碼發報機,德軍援兵卻比預期提前趕到,炸毀了接應的美國潛艇 S - 33。這一仗,不得不在海底開展連環獵殺……他們駕駛著潛艇,抵抗敵艦追剿。深水炸彈與魚雷交加,以寡敵眾,九死一生。最終, U - 571 潛艇「漏洞百出」,倖存者僅 7 人,被美軍所營救,並成功帶回了密碼發報機。
這部電影不僅情節曲折緊張,還蘊含著許多物理的原理和現象。
水的壓力
那時候的潛水艇製作得並不是很好,如果潛得太深,水壓會增大很多,潛水艇可能會受不了。水壓 = 水的密度 × 9.8 牛/kg × 深度,水的密度通常是 1000 kg/m³,水壓越大,物體所受到的壓力(擠壓)越大。當 U - 571 下潛至水下 200 米甚至更深時,水壓相當於大約 20 個標準大氣壓,各種玻璃、水管都破碎了,水花亂濺。要是一直這樣漏水下去,過不了多久就會整個兒都爆裂開來,立即沉掉,所以他們必須上浮。
水的浮力
泰萊在指揮潛艇躲避敵艦時這樣想道:「 在水下 160 米處,用前魚雷發射一堆雜物,包括之前犧牲的一名船員,浮上水面。敵艦會看見,然後駛來,關閉引擎,用聲納探測,確定我們是否已經被擊毀,但實際上我們未死。與此同時,虛張聲勢的潛艇想辦法往前超過敵艦,利用浮力上升……」 那如何上升呢?只要排水即可。排水使得潛艇自身的質量變小,受到的浮力變大;反之,注水可以下沉。
聲音在均勻介質中的傳播
水、金屬、空氣傳播聲音的效果較好,所以一般情況下,為了不讓敵人發現,船員之間交流總是輕聲細語,甚至用對講機交流,並用耳機聽附近微小的聲音。在敵艦還在搜尋潛水艇的「屍體」時, U - 571 上的一個德國俘虜雖然手腳綁緊,但是仍舊能夠小幅度地活動。他知道自己終究不會有好下場,於是使勁敲船壁,發出的摩斯電碼被敵艦收到了。雖然只是在潛艇上敲,但聲音通過水傳到了敵艦。
其實,看電影也可以長知識哦!