身边的物理三则

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  足球赛中的“香蕉球”是怎么回事?
  
  世界杯足球赛正在南非举行,如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个队员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
  为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,踢“香蕉球”的时候,运动员并不是抬脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,就向空气流速大的一侧转弯了。
  
  拔河比赛只是比力气大小吗?
  
  拔河比赛比的是什么?很多人会说:当然是比哪一队的力气大喽!实际上,并不这么简单。
  根据牛顿第三定律(即当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上),对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。
  对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了取得胜利的关键。首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。
  另外,在拔河比赛中,胜负在很大。程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。
  
  为什么三伏天感觉热?
  
  三伏天快要到了,人们常说“热在三伏”。但翻开气象资料看看,多数地区的最高气温并不出现在三伏,而是在三伏前后,那为什么还说“热在三伏”呢?原来人体冷热感觉属于触觉问题。许多人习惯只以气温的高低作为推断人体冷热感觉(感觉温度)的唯一标准,其实,人体的感觉温度和实际气温有时相去甚远。决定人体冷热感觉的主要因素除温度外,还有空气湿度和风力,这三者都不可忽视。
  湿度对人的冷热感觉的影响,是由空气的相对湿度决定的。天气炎热时,人体为了使体温保持在37℃左右,就要不断地向体外散发热量,它主要是通过汗腺向体外分泌汗水,利用汗水蒸发吸收热量,将热量带走。相对湿度越大,空气里的水蒸气就越接近饱和状态,空气中可供水蒸气分子填充的“空位”就越少,蒸发也就越慢。人们之所以感觉三伏天热,就是因为这时的空气相对湿度较大,让人感到闷热。
  人出汗时,汗液中的水分子跑出来成为水蒸气分子,如果人处在空气相对静止的环境中,这些水蒸气分子就会滞留在人体皮肤附近,形成一个“保温层”,“保温层”中水蒸气越来越接近饱和状态(空气相对湿度越来越大),结果汗水蒸发速度越来越慢,就使人感到闷热。这时如果有一股风吹来或打开电风扇,“保温层”就会被吹走,人体周围的空气相对湿度将减小,汗水蒸发速度增大,使人有一种凉爽的感觉。这是风力对冷热感觉的影响。
  由此可见,在日常生活中,当我们根据天气预报增减衣服时,除要注意气温的高低外,还要考虑空气湿度和风力的大小。
  
  (责任编辑 赵 平)
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