端午节划龙舟为什么容易翻船?背后有这些物理知识

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  • 来源:爱自媒

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。

来源:中国科普博览    时间:2018年06月18日

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