问题

连帽外套的空气阻力和无帽外套的空气阻力哪个更大?

回答
这个问题很有意思,也挺考验对一些细节的观察的。要说连帽外套的空气阻力跟无帽外套比哪个更大,一般来说,连帽外套的空气阻力会更大一些。

这其中的原因,咱们可以从几个方面来掰扯掰扯:

首先,最直接的因素就是那个“帽子”本身。你想想,一件衣服,你把帽子拉起来戴上,它就多了一个延伸出来的部分,这个部分在运动或者前进时,会与空气发生接触。而且,帽子的形状通常是圆弧形的,有一定体积,不像衣服主体那样相对平整。当你快速移动时,这个额外的体积和它独特的形状,就会搅动周围的空气,产生更多的湍流。

打个比方,就像你在跑步,迎面吹来风。如果你的头发散开,肯定比你把头发扎起来或者戴个帽子阻力要大,道理是差不多的。那个帽子就是额外增加了一个会“迎风”的部分。

其次,聊聊“形状”和“表面积”。衣服的空气阻力跟它的外形以及与空气接触的表面积有很大关系。无帽外套相对来说,形状更规整一些,尤其是拉链拉好、衣服主体比较贴合身体的时候,它形成一个相对光滑的流线型。而连帽外套,即使帽子没有拉起来,它通常是堆叠在衣领后面的。这堆叠的部分,会让背部到颈部的位置形成一些不规则的凹凸。一旦帽子被拉起来,那更是直接增加了一个向前突出的、不规则的体块。

想想看,飞机为什么要设计成流线型?就是为了让空气顺畅地流过,减少阻力。而我们身体如果穿上连帽外套,尤其是把帽子拉得严严实实的时候,就好像身体突然长出了一个不那么光滑的“驼峰”,空气流过的时候,就容易被“卡住”,产生更多的涡流和阻碍。

再有,就是“材质和结构”。虽然都是外套,但连帽外套在帽子的设计上,往往会加入一些衬里,或者有抽绳、调节扣之类的东西。这些细节虽然不大,但加在一起,也会增加一些不确定性,让帽子的空气动力学性能变差。而且,帽子本身也可能没有衣服主体那么“服帖”,它可能会因为穿着者的头部运动而晃动,进一步扰乱气流。

当然,我们也要辩证地看。在某些特定情况下,比如风非常大的时候,连帽外套的帽子拉起来,反而可以保护头部和颈部,减少冷风的直接吹袭,这从“体感舒适度”上来说,可能是个优势。但是如果纯粹从“空气阻力”这个物理量来衡量的话,那个额外的帽子,无疑是给你的前进增加了额外的“阻力包袱”。

所以,总结一下,连帽外套因为多了那个帽子,无论是帽子的体积、不规则的形状,还是它与身体的连接方式,都更容易与空气发生摩擦和搅动,产生更多的湍流,因此在绝大多数情况下,它的空气阻力是比无帽外套要大的。尤其是在高速运动的时候,这个差值会更加明显。当然,这只是一个普遍的结论,具体的阻力大小还会受到外套的材质、版型、穿着方式(帽子是否拉起)、以及运动速度等多方面因素的影响。

网友意见

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你这么低的马赫数也要考虑流动损失吗?

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