问题

为什么飞机比船/潜艇快了一个数量级以上,而最快的鸟比最快的鱼快不了多少?

回答
你提的这个问题很有意思,涉及到不同介质中物体运动效率的根本差异。简单来说,飞机之所以比船/潜艇快一个数量级以上,是因为它们能够摆脱水的强大阻力,并在空气这个相对稀薄的介质中高效运作。而鸟和鱼的速度差距不大,则是因为它们都在水中这个稠密的介质中运动,并且都在遵循相似的生物力学原理。

我们先来看看为什么飞机能跑得那么快。想象一下,船或者潜艇在水里航行,水就像一张黏稠的网,紧紧地裹挟着它们。水分子之间的吸引力非常大,当你试图让物体在水中移动时,你就得不断地克服这种“内聚力”,这需要消耗巨大的能量。越想快,遇到的阻力就越大,而且这种阻力增长得非常迅速。潜艇虽然能潜入水下,但它仍然要面对水的密度和粘滞性带来的挑战,所以它的速度上限是被严格限制的。

飞机呢?它选择了一种截然不同的策略——飞到空气里去。空气虽然也有阻力,但它比水稀薄得多,密度小得多。就像你在水里游泳,和你在空气里奔跑,你感受到的阻力是完全不同的。飞机通过翅膀产生升力,让自身脱离地面,也脱离了水的束缚。一旦升空,飞机的主要能量消耗就集中在克服空气阻力以及维持自身结构稳定上。而现代飞机强大的发动机,能够产生巨大的推力,足以让飞机在稀薄的空气中以极高的速度前进,突破了水介质的物理极限。

再来看鸟和鱼。它们都在水中运动,或者说,它们都在液体介质中运动,只是鱼在水里,而鸟很多时候是在空气里。但你说的“最快的鸟”和“最快的鱼”的比喻,其实是在讨论它们在各自环境中的运动速度,以及它们的身体结构如何适应这些环境。

最快的鱼,比如旗鱼,它们能在水中以极高的速度穿梭。它们的身体呈现出流线型,这是一种经过无数代进化而来的完美设计,能够最大程度地减少在水中前进时遇到的阻力。它们的肌肉爆发力惊人,能够快速拍打尾鳍,产生强大的推进力。

而鸟,尤其是那些捕食的鸟类,比如游隼,它们俯冲时速度也非常惊人。这里的关键是,它们是在空气中加速。鸟类的翅膀不仅仅是为了飞行,它们在俯冲时,翅膀会收拢,身体变得极其紧凑,就像一个流线型的箭头,极大地减小了空气阻力。它们依靠重力和自身的流线型设计,在空气中获得加速度,从而达到极高的速度。

所以,为什么鸟和鱼的速度差距不大?因为它们都面临着同一个问题的不同侧面——在流体中高效运动。尽管水的密度比空气大得多,但鱼类通过极度优化的流线型身体和强大的肌肉系统,能够相对高效地在水中推进。而鸟类虽然可以在空气中达到更高的速度,但它们必须在俯冲时才能显现出这种优势,而在普通的平飞状态下,它们的速度也需要考虑空气阻力以及能量消耗。

简单来说,飞机之所以能比船快这么多,是因为它彻底改变了运动介质,从高阻力的水跳到了低阻力的空气,并利用了空气动力学原理。而鸟和鱼速度的接近,则是在各自介质中,通过相似的流体动力学优化和能量输出方式,达到了各自环境下的速度极限。它们都在“与流体搏斗”,只是搏斗的“战场”和“武器”有所不同,但最终的效率提升,都归结于如何更好地“滑”过介质,而不是“推”过介质。

网友意见

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这是需求所决定的。

飞机飞的快是因为需要飞的足够快效率才是最大化的,船开得慢是因为开快一点付出的成本远大于多拉几个人,选择轮渡的本来就不图快。

所以回到生物界,鸟飞得更快意义不大,只会增加更多的消耗,让自己累死。而在地上跑的水里游的,不跑快点就会被吃掉,游得快的需求比鸟飞得快迫切的多。


所以,飞机和船的目的是运载人和货物,需求是要么运得快(飞机),要么运得多(轮船)。鸟和鱼的目的是捕食和避免被捕食,鸟只要飞的比虫儿快就可以,鱼要游得比鲨鱼快,要不就会被吃掉。

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