趣味物理学
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1.我们的运动速度

田径运动员能够在短短230s内跑过1500m,计算可知其平均速度约为7m/s,这要比常人步行速度(1.5m/s)大4倍还多。然而实际上,这两种速度根本没法比较:这两种运动没有可比性,虽然常人步行速度慢,但是能够持续很长时间保持匀速,而运动员的这种高速并不能持续很长时间,这种高速是短暂的。与运动员相比,步兵跑步行军的速度大约是2m/s,虽说只有运动员的三分之一,并不处于优势,但是士兵们却能够持续很长时间不断跑步,这才是优势。

很多谚语都曾经提到移动缓慢的蜗牛和乌龟,对比移动速度之后能够发现谚语并没有错,蜗牛的移动速度仅有1.5mm/s即5.4m/h,只有常人步行速度的。相比而言,乌龟的移动速度就“大得多”,为70m/h。和这两种动物比起来,人的移动速度要快很多,但和其他运动相比恐怕就显得慢了。虽然人类步行速度和平原河流的流速或者风速不相上下,但是骑兵们仍然追不上野兔和猎狗,依靠滑雪板才能追上速度为5m/s的苍蝇,依靠飞机才能追上自由翱翔的鹰,正是由于这些机械,人类变成了世界上移速最快的动物。

苏联曾在客轮上加装水下翼,使其速度达到了60~70km/h。这还不算最快的,人在陆地上移动速度要大得多:苏联客运列车的运行速度可达100km/h,“海鸥”牌七座轿车可达160km/h,而吉尔-111型轿车(如图1)速度可达170km/h。

图1 吉尔-111轿车

相比之下,现代飞机的移动速度只会更快,苏联民航图104型客机(如图2)平均时速甚至能够达到800km/h。但是,由于技术不支持,之前飞机的移动速度突破不了“声障”,而现在飞机的速度已经突破了声速(约1200km/h),某些小型喷气式飞机的速度可以接近2000km/h。

图2 图104客机

这个速度已经很惊人了,但是在更高端的技术面前仍会变得渺小。人造地球卫星的速度约为8km/s,而那些能够冲出地球的宇宙飞行器,其速度已经可以超过第二宇宙速度(在地球表面为11.2km/s)了。

下面是速度对照表: