涡旋的力气

郭治

找一根筷子和一盒火柴，把筷子插到火柴盒里，再点上一支香。请你用一只手把火柴盒举起来，另一手拿起那支点燃着的香，香要放在火柴盒的后边（如图）。如果屋子里没有风，香冒出的烟柱是竖直向上。这时候，你用嘴向着火柴盒吹出一股气，看，香放出来的那烟柱居然迎着气流的方向，向着火柴盒的背后飘来了！

烟柱向着火柴盒的背后飘，说明火柴盒背后的气体压强比较小，因而， 周围气体就向那里涌进去，烟柱也跟着飘过去了。用个专业名词来解释，就是：火柴盒背后形成了一个涡旋。

如果你用比较小的力气吹，吹出的气流速度很小，烟柱就不向火柴盒后边飘，只有用力吹气才出现这种现象。这又说明，只有达到一定速度的气流才能形成涡旋。

运动是相对的。气流吹到火柴盒上和火柴盒在空气里运动，性质是一样的。一辆方盒式的面包车在空气中快速行驶，它的背后总是尘土飞扬，那就是涡旋在作祟。汽车开得愈快，它后边的涡旋就愈厉害，尘土就飞扬得更凶。

为什么会产生涡旋呢？

当物体快速运动的时候，它前面的空气不能及时地绕到后面，使物体后边暂时出现了一个接近真空的区域。这个区域一出现，四周的空气便争先恐后地跑来填补，于是便形成了涡旋。

物体在液体里运动也会形成涡旋。当我们荡起双桨在湖泊里划船时，就会在船尾看到涡旋。鱼和海兽在水里游，它们的尾部也要产生涡旋。对于运动着的物体来说，涡旋是不可忽视的一个问题。

有涡旋的地方空气压强小，因此，对于运动着的物体来说，前面受到的压强远远大于后边涡旋处的压强。这好比车子前边有个大力士顶着车子，车子后边却是个小孩子在向前推车，结果便形成了一股向后的阻力，这就是涡旋阻力。在气体和液体里运动着的物体都会遇到涡旋阻力。

人们发现，物体的形状和它所受到涡旋阻力有关系。

一个方形物体在空气里运动，空气绕过这种形状的物体十分困难，很容易产生涡旋；如果这个物体是凹形的，并且凹面是朝着气流运动的方向（例如降落伞），这时气流要绕过去更是难上加难，阻力最大。降落伞便是利用这巨大的阻力救命的。

什么形状可使涡旋阻力最小呢？

人们发现海豚和虎鲸是游泳能手。“海上霸王”虎鲸每小时能游 55 千米，

斑点海豚每小时能游 53 千米，当它们受到惊扰或追捕猎物时，其速度还能增

加 1 倍以上。原来，鲸类有着良好的流线型体形，这种体型可以减少涡旋的产生，从而大大减少了涡旋阻力。

潜水艇设计师们按照海豚的轮廓和比例设计了新式潜水艇，使航速一下子就提高了 20％～25％。而鱼雷、炮弹、小汽车也都采用了流线型。那么， 街上的“面包车”为什么是方的呢？我想，你如果再分析一下公共汽车的运动速度、乘客人数以及它走走停停的情况，一定会自己找到答案的。