乔少朋,破冰船的工作原理简介
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0810243 二班乔少朋
相信大家都知道破冰船吧，那么你们确定你们知 道它的工作原理吗？
进入主题之前，让我们先想一个小问题，热热身。
洗澡的时候，在跳出浴盆以前，先打开它的放水孔，继续让 自己的身体躺在盆底上。这时你的身体露出水面的部分在逐 渐加多，同时你也觉得你的身体在逐渐变重。在这种情况下， 你可以极清楚地看出，只要你的身体一露出水面，它在水里 失去的重力（你可以回想一下你在水里的时候曾经觉得自己 是多么轻啊！）就立刻恢复。
如图所示，冰对船的压力分为两个力，垂直于船舷的力R和 相切于船舷的力F，P和R之间 的夹角等于船舷对竖直线的 倾斜角 ，冰对船弦的摩擦力Q等于力R乘以摩擦系数，， 即Q=0.2R。
N
R P M F α 冰
Q
如果Q比F小，力F就把压在 船身上的冰推到水里去， 这时，并就沿着船舷滑动， 并不损坏船；如果Q比F大， 摩擦力就妨碍着冰块的滑 动，使冰块长时间压在船 舷上，就要把船舷压坏。
那这样真的能把几米厚的冰压碎吗
说对了，一般对付半米以下的冰用那种方法，当遇到更 厚的冰块时，就要用船的撞击作用来制服它。这时候破 冰船就向后退，然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。 这时候起作用的已经不是重力，而是运动着的轮船的动 能；船好像变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹， 变成了一个撞锤。
这里就要说到一个问题。众所周知，冰面是很滑的，那么 当破冰船在有冰的海面上行走的时候，船体与冰面的摩擦 系数是多少呢？想想冬天在有冰的路面走路的时候情景 ……
但是，科学家发现，船体的钢板与冰面的摩擦并没有想象 中的小，并且有些船因此而到了船毁人亡的境地。经过研 究发现，冰面与新船的钢壳之间的摩擦系数达到了0.2，因 此这就导致了一个问题，如果船舷与竖直面之间的夹角太 小的话，冰就会把船给压坏了。
几米高的冰山，破冰船就得用它坚固的船首猛烈撞击几次， 才能把它们撞碎。
所以破冰船都是用很厚的钢板做的，很结实的。 但这里还有一个值得我们关注的问题 ……
注意到了吗？船舷与竖直线是有一定的夹角的，但 是，有些船的下部是很直的，甚至有些船的下部有 些地方是往里凹的，就像像下面的集装箱船。那么 为什么破冰船会有那样的构造呢？
那么怎么算船舷对竖直线的倾角呢？很简单，我们有
F R tan
若要Q<FBiblioteka Baidu则有
Q R tan
即有
0.2 R R tan
可得
tan 0.2
从三角函数表里可以查出，正切函数是0.2的角是11°。 这就是说，在α＞11°的时候，Q＜F.根据上面所说的， 就可以确定船舷对竖直线的倾斜度应该是多少，才能保证 船在冰块中间安全航行。这个倾斜度应该不比11°小。
就是这么简单！其实我们生活中有很多很有意思的现象只要 我们肯开动我们的脑子，不要用传统的思维定势来考虑问题， 那么就会发现很多东西都充满了乐趣。比如，很多人提出为 什么桥下面的水不结冰的的问题，仔细想想，会有很多种可 能，我看一篇报道里说，一位专家对此解释说是桥面的震动， 桥基与水的比热不同，还有空气对流等一系列因素影响。但 是据我观察，不光是经常走车走人的桥，那些基本没有行人 的桥下面的水也不结冰，甚至有些树的下面的水也不结冰， 如果就用那位专家的解释，我想就比较牵强，在这里面究竟 是哪种因素起主要还要我们仔细思考，就我自己认为，空气 对流影响较大；还有那个什么姆潘巴效应，热牛奶比冷牛奶 结冰速度快的问题，后来又说是不可能的，其实只要我们做 一下实验，马上就能得出结论，而据说这个问题难倒了很多 所谓的专家。所以，只要我们肯动脑筋，生活中物理是充满 了乐趣的。在此仅就拿破冰船这个问题做个启发，没有太大 的学术意义。
哈哈，这就是为什么破冰船不能设计成集装箱船那样的样 子。下面让我们看一下船员描述的船因为没有注意到上面 那点的后果。
“坚固的金属船身不是一下子就被压坏的，我们 看到冰块怎样压在船舷上，以及露在冰块上面的 船壳的铁板怎样向外臌起来并且弯曲了。冰块不 断地向船进攻，这种进攻虽然很慢、却是没法防 御的。臌起的船壳的铁板沿着铆缝裂了开来，铆 钉噼噼啪啪地飞走了。转瞬间，轮船的左舷从前 舱到甲板的末梢完全撕裂了……”
这个问题太简单了，我想大家都知道原因吧，嘿 嘿，
鲸鱼就没有那么聪明了，当他们也这么做的时候后果就 是灭顶之灾了：它会被自己的惊人的重力压死。难怪本 来是哺乳动物的鲸鱼，却要住在水里：水的浮力能够救 它，使它免得因重力的作用被压死。
那么破冰船的工作 原理是什么呢
这是我国唯一的一艘破冰 船，有什么启发吗？
它是不是用自己的船首部分的压力不断地切开冰 的呢
哈哈，你如果那样想的话，就大错特错了，那是切冰 船的工作原理，一般只能切碎较薄的冰。 真正的破冰船是靠重力来破冰的。在它的船艏和船尾各有 一个或数个压水舱，破冰的时候，先把前柜排空，后柜灌 满海水，前面会翘起，开大马力冲上冰面，然后排空后柜 灌满前柜，靠重量压碎冰面-----左右太窄就轮番灌排左右 水柜，让舰身摇晃，把冰面碰碎。
相信大家都知道破冰船吧，那么你们确定你们知 道它的工作原理吗？
进入主题之前，让我们先想一个小问题，热热身。
洗澡的时候，在跳出浴盆以前，先打开它的放水孔，继续让 自己的身体躺在盆底上。这时你的身体露出水面的部分在逐 渐加多，同时你也觉得你的身体在逐渐变重。在这种情况下， 你可以极清楚地看出，只要你的身体一露出水面，它在水里 失去的重力（你可以回想一下你在水里的时候曾经觉得自己 是多么轻啊！）就立刻恢复。
如图所示，冰对船的压力分为两个力，垂直于船舷的力R和 相切于船舷的力F，P和R之间 的夹角等于船舷对竖直线的 倾斜角 ，冰对船弦的摩擦力Q等于力R乘以摩擦系数，， 即Q=0.2R。
N
R P M F α 冰
Q
如果Q比F小，力F就把压在 船身上的冰推到水里去， 这时，并就沿着船舷滑动， 并不损坏船；如果Q比F大， 摩擦力就妨碍着冰块的滑 动，使冰块长时间压在船 舷上，就要把船舷压坏。
那这样真的能把几米厚的冰压碎吗
说对了，一般对付半米以下的冰用那种方法，当遇到更 厚的冰块时，就要用船的撞击作用来制服它。这时候破 冰船就向后退，然后用自己的全部质量向冰块猛撞上去。 这时候起作用的已经不是重力，而是运动着的轮船的动 能；船好像变成了一个速度不大但是质量极大的炮弹， 变成了一个撞锤。
这里就要说到一个问题。众所周知，冰面是很滑的，那么 当破冰船在有冰的海面上行走的时候，船体与冰面的摩擦 系数是多少呢？想想冬天在有冰的路面走路的时候情景 ……
但是，科学家发现，船体的钢板与冰面的摩擦并没有想象 中的小，并且有些船因此而到了船毁人亡的境地。经过研 究发现，冰面与新船的钢壳之间的摩擦系数达到了0.2，因 此这就导致了一个问题，如果船舷与竖直面之间的夹角太 小的话，冰就会把船给压坏了。
几米高的冰山，破冰船就得用它坚固的船首猛烈撞击几次， 才能把它们撞碎。
所以破冰船都是用很厚的钢板做的，很结实的。 但这里还有一个值得我们关注的问题 ……
注意到了吗？船舷与竖直线是有一定的夹角的，但 是，有些船的下部是很直的，甚至有些船的下部有 些地方是往里凹的，就像像下面的集装箱船。那么 为什么破冰船会有那样的构造呢？
那么怎么算船舷对竖直线的倾角呢？很简单，我们有
F R tan
若要Q<FBiblioteka Baidu则有
Q R tan
即有
0.2 R R tan
可得
tan 0.2
从三角函数表里可以查出，正切函数是0.2的角是11°。 这就是说，在α＞11°的时候，Q＜F.根据上面所说的， 就可以确定船舷对竖直线的倾斜度应该是多少，才能保证 船在冰块中间安全航行。这个倾斜度应该不比11°小。
就是这么简单！其实我们生活中有很多很有意思的现象只要 我们肯开动我们的脑子，不要用传统的思维定势来考虑问题， 那么就会发现很多东西都充满了乐趣。比如，很多人提出为 什么桥下面的水不结冰的的问题，仔细想想，会有很多种可 能，我看一篇报道里说，一位专家对此解释说是桥面的震动， 桥基与水的比热不同，还有空气对流等一系列因素影响。但 是据我观察，不光是经常走车走人的桥，那些基本没有行人 的桥下面的水也不结冰，甚至有些树的下面的水也不结冰， 如果就用那位专家的解释，我想就比较牵强，在这里面究竟 是哪种因素起主要还要我们仔细思考，就我自己认为，空气 对流影响较大；还有那个什么姆潘巴效应，热牛奶比冷牛奶 结冰速度快的问题，后来又说是不可能的，其实只要我们做 一下实验，马上就能得出结论，而据说这个问题难倒了很多 所谓的专家。所以，只要我们肯动脑筋，生活中物理是充满 了乐趣的。在此仅就拿破冰船这个问题做个启发，没有太大 的学术意义。
哈哈，这就是为什么破冰船不能设计成集装箱船那样的样 子。下面让我们看一下船员描述的船因为没有注意到上面 那点的后果。
“坚固的金属船身不是一下子就被压坏的，我们 看到冰块怎样压在船舷上，以及露在冰块上面的 船壳的铁板怎样向外臌起来并且弯曲了。冰块不 断地向船进攻，这种进攻虽然很慢、却是没法防 御的。臌起的船壳的铁板沿着铆缝裂了开来，铆 钉噼噼啪啪地飞走了。转瞬间，轮船的左舷从前 舱到甲板的末梢完全撕裂了……”
这个问题太简单了，我想大家都知道原因吧，嘿 嘿，
鲸鱼就没有那么聪明了，当他们也这么做的时候后果就 是灭顶之灾了：它会被自己的惊人的重力压死。难怪本 来是哺乳动物的鲸鱼，却要住在水里：水的浮力能够救 它，使它免得因重力的作用被压死。
那么破冰船的工作 原理是什么呢
这是我国唯一的一艘破冰 船，有什么启发吗？
它是不是用自己的船首部分的压力不断地切开冰 的呢
哈哈，你如果那样想的话，就大错特错了，那是切冰 船的工作原理，一般只能切碎较薄的冰。 真正的破冰船是靠重力来破冰的。在它的船艏和船尾各有 一个或数个压水舱，破冰的时候，先把前柜排空，后柜灌 满海水，前面会翘起，开大马力冲上冰面，然后排空后柜 灌满前柜，靠重量压碎冰面-----左右太窄就轮番灌排左右 水柜，让舰身摇晃，把冰面碰碎。