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端午节划龙舟为什么容易翻船?背后有这些物理知识

2018年06月21日 10:16:24  来源:新浪  编辑:滑稽

来源:“中国科普博览”公众号(ID:kepubolan)

马上又是一年一度的端午节了,在端午节一个必不可少的项目就是赛龙舟了。不知道大家有没有注意过,每年各地的龙舟比赛现场,多多少少总会出现一些翻船的现象。

另外,和龙舟形状类似的独木舟,皮划艇,等都是比较狭长的形状。相比于其他的船,它们的侧翻也是经常出现的,因此像龙舟,独木舟或者皮划艇这种狭窄的船,在乘坐或者比赛运动时是

一定要穿救生衣

的。

物体到底稳不稳,就看这几个要素

其实,不管是龙舟还是独木舟,它们侧翻的原因大都只有一个,那就是

重心不稳

。决定一个东西稳不稳的要素大概有以下几个:

第一个就是受力方向的支撑面。

在大多数情况下,我们的所受的力都是重力,因此受力方向都是朝向地心的,因此我们在地面上支持面的大小决定了我们的稳定程度。举个例子来说,老年人两脚站立非常容易摔倒,但是当拄了拐杖就好多了,这是因为增加了重力方向的支撑面积;

第二要素就是重心的高度。

因为重心越高的物体,在外力的干扰下,重力很容易偏离支撑面;

第三个要素就是重力在支撑面方向的投影要包含在支撑面里面

位置越中心越好。

还有一个要素就是物体的质量。

质量越大的物体抗外界干扰的能力越强,因而也就越稳定。

拄拐杖增加了支撑面,因而更稳定

降低重心可以提高稳定度

重心投影越中心,物体越稳

当然,对于像船这种浮在水面上的物体,一方面要考虑它的稳定性,另一方面还要考虑它的浮心、漂心、稳心等等,但是,对于龙舟这种船,它的样子可以说是大同小异的,因此浮心、漂心、稳心的区别不是很大,因而可以暂时不予考虑。

龙舟为啥容易侧翻?

有了这些要素之后,我们就可以分析为什么龙舟容易侧翻了。首先,龙舟一般都是很狭长的,这就直接决定了它在水上的支撑面积比较小;龙舟上一般会有十几名的船员来划船,这些船员的体重不可能一模一样,因此

合理的分配船员的位置,使总体的重心落到龙舟支撑面的中心位置就很重要。

质量的分布不均匀,会导致重心偏离

另外,由于龙舟和水接触的支撑面比较小,在龙舟运动时,遇到不稳定的水流,或者比较大的波浪,很容易会让重力的投影落到支撑面以外,这时侧翻就是不可避免的了。

从这里的分析我们可以看出,龙舟容易倾覆的地方有两个,一个就是刚开始船员上船的时候,这时候如果不注意整体的重心分布,很容易导致侧翻;另一个就是龙舟运动时碰到波浪的地方,导致整体的重心投影到了支撑面以外,这个时候如果没有高超的技巧去控制龙舟,龙舟也会很容易倾覆。

水面的波动会导致龙舟的重心偏离

当然对于独木舟,皮划艇来说,情况也是类似的,不过,独木舟或者皮划艇一般都是由一到两个人来操作,相比于龙舟,一般可以不用考虑重心重新分配的问题。

但是它们的支撑面以及质量和龙舟相比都小了不少,因此独木舟或者皮划艇相比龙舟来说并没有更稳定,反而在遭遇波浪时更容易倾覆。

通过以上分析可以发现,龙舟这种窄小的船体本身是很容易发生侧翻的,因此大家在端午节划龙舟时一定要穿救生衣,听从专业人士的统一安排。

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