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水的阻力 物體在地面運動時，需不斷施加動力，否則物體就會停下來，這是因為物體和地面間存在著摩擦阻力。 同樣的道理，潛水員在水中運動時，也會受到水的阻力。 在水中運動的物體，所受到的與運動方向相反，陽碼物體運動的力，叫做水的阻力。水的阻力消耗漕 水員的體力。憑經驗我們知道，游泳時慢慢游不會很費勁，但快速游時會很累。這說明水的阻力與相對運 動速度有關，速度快時，阻力大，反之則小，當然速度和陽力間不是簡單的線性正比關系。 為什么在水中運動的物體會受到阻力？ 這因為水的內部存在粘滿性。潛水員入水后，潛水服被水沒濕， 港水員運動時，這部分水就和潛水員一起運動。此時，周國的水必然與這部分水相分商。由于水本身所具 有的粘湍性，潛水員運動時就要克服這種粘著力，才能使附者在潛水服上的水與周國的水相分高。潛水員 要游動就必領付出一個力來克服水的粘著力，即水的粘著阻力。 水中物體所受的阻力可用2-5 式計算： R=p vZCA (2-5) 式中：R一水的阻力 V一水流速度 C一水的摩擦系數 A一運動物體迎水面積 p一水的密度 從上式可以看出：水中運動的物體，所受到水的阻力，與水的摩擦系數（粘滯度）有關；與迎水面積 有關，迎水面積大，阻力也越大；與運動速度有關，速度越大，阻力亦隨之增大。 除此之外，阻力還與物 體的形狀有關。 實驗證明，當相對運動速度增大到一定值時，水的阻力會急劇增大，這時又增加了一個阻力因素，即 湍流阻力。 19世紀末，英國物理學家雷諾證明液體的運動存在層流和湍流(又叫紊流〕兩種流態。所謂層流指液 體質點作有秩序的線性運動，彼此互不摻混的流動狀態；而充滿旋渦、質點相互混摻的流動狀態則稱為湍 流。流速是決定流態的主要因素之一。 潛水員在靜止(或流速很小）的水中慢速運動，水的流態屬于層流。 而潛水員在靜止水中快速游動或在急流中運動時，水的流態屬于湍流，這時水的阻力隨相對運動速度增加 而呈幾何級增加。 綜上所述，水的阻力包括粘滯阻力和湍流阻力。在相對運動速度較小時，阻力的大小主要是粘滯阻力， 在相對運動速度較大時，阻力的大小主要是湍流阻力。為了減少阻力，可以設法減小迎水面積及降低運動 速度。 二、水的阻力與潛水員的關系 我們知道，水下環境從動態意義上可分為靜水環境和流水環境兩種。因此潛水員在水中所受阻力也可 以分為兩種情況來研究，即運動阻力和水流阻力。 1運動阻力 潛水員在靜水環境中，與水做相對運動所受到的水的陽力稱做運動阻力。根據 2-5 式可知，這個阻力 的大小與迎水面積的大小成正比，并隨運動速度增大而增大，這時潛水員與水作相對運動時水的流態，可 視為層流，阻力較小，主要為牯滯阻力，只要運動速度不過快，一般不會產生湍流阻力。潛水員可適當減 慢運動速度，或盡量減小迎水面積，比如側身運動等都可有效減少運動阻力。 2. 水流阻力 潛水員在流水環境，水流與潛水員相對運動所受到的阻力稱做水流阻力。 如果水流速度很慢，水的流 態仍可看做層流，潛水員所受到的阻力與靜水時相差不大，主要還是牯滯阻力但是水流較急時，水的流態 為湍流，水的阻力除粘滯阻力外，還會產生湍流阻力，而且湍流阻力比粘滯阻力大得多，對潛水員造成很 大的體力消耗，甚至無法進行水下作業。因此在急流的江河和潮流較大的海區作業，潛水員將受到比靜水 環境大得多的水流阻力。在這種環境作業，應采取各種手段才能保證水下作業。例如，根據湖汐運動 規律，在平潮期間作業：在急流中使用擋流板等。
水下聲學基礎.聲波的概念 聲音是怎樣產生的？觀察各種發聲物體，可以發現它們只有振動時才能發出聲音，振動停止時，聲音 也消失了。這說明聲音是由物體的振動產生的。 振動著的發聲物體就叫做聲源。 聲源振動發出的聲音，怎么能傳到人耳呢？原來在聲源和人耳中存在著能夠傳播振動的物質，比如空 氣等，這種能夠傳播聲音的物質叫做聲音的媒質 聲源的振動，使周圍的媒質產生疏密的變化，形成疏密 相間的織波，這就是聲波。不僅空氣能夠傳播聲波，其它氣體、固體和液體也能傳播聲波。因為真空中沒 有傳播聲音的媒質，故聲波不能在真空中傳播。人耳能夠聽到的振動頻率，是有一定范圍的，即在 20Hz~ 20 000 五z之間。頻率在 10-Fz~20 Hz 的機械波，人耳是聽不到的，稱為次聲波。頻率在 2×10"Hz~2× 0"Fz 的機械波，人耳也感覺不到，稱為超聲波。 當然，是否引起人的聽覺，不完全由機械波的頻率決定，還與聲強有關，對每一頻率的聲波，聲強都 有一個上限值， 一個下限值，低于下限值或高于上限值都不能引起人耳聽覺。 f=1/T (2-13) 在聲波的傳播過程中，振動傳播的速度叫波速，用 V表示。它的大小取決于媒質的性質。 例如：聲波在 0C的空氣中速度為 332m/s，20°C時是 344 m/s，30°C時是 349 m/s。聲波在幾種媒質中 的傳播速度見表 2-5。 0C時幾種媒質中的聲速 m/s 媒質 經公 水 鐵 玻 璃 聲建 332 1 450 3 800 4 900 5 000-- 6 000 #I* 3 320 花2-5 橡駮 30~50 在一周期的時間工 內，振動在媒質中傳播的距離，叫波長，用入表示。 波長^與頻率 士和波速 V 有著密切的關系。在均勻媒質中，振動是勻速傳播的，也就是說波速是恒量。 這時，波長等于波速與周期的乘積，即： 入=VT或 V=Af (2-14) 聲源振動發出的聲音，差別很大。有的聲音，比如各種樂器發出的聲音，悅耳動聽，我們把這種聲音 叫樂音。有的聲音，比如泥凝士攪拌機、空氣壓縮機等發出的聲音，嘈雜刺耳，我們把這種聲音叫噪聲。 噪聲對人體的有嚴重危害，長期處在較高噪聲環境里工作，會使人的神經緊張，心率加快，嚴重 危害人的身心。
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