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壓力 差 就 提供 了 讓 機翼 上升 的 推力 。 就 讓 我們 稱 它 為 「 白努利 提升力 」 ( lift ) 。 許多 物理書 告訴 你 飛機 的 上升力 全 都 來自 白努利 提升力 — — 事實 上 , 這 個 想法 非常 普遍 。 但是 , 只要 你 多 想 個 一 兩 分鐘 , 就 會 知道 這 不可能 是 真的 。 因為 如果 這 是 真 的 , 那麼 有 些 飛機 怎麼 能 上下 倒過來 飛 ? ! 所以 , 很 顯然 白努利 原理 不會 是 讓 飛機 向 上 提升 的 唯一 原因 。 除了 白努利 提升力 之外 , 還 有 一 種 「 反作用 提升力 」 。 強森 ( B. C. Johnson ) 在 他 那 篇 寫 得 很 棒 的 文章 〈 氣體 動力 提升力 、 白努利 效應 、 反作用 提升力 〉 ( Aerodynamic Lift , Bernoulli Effect , Reaction Lift ) 裡 , 詳細 地 描述 了 這 個 提升力 ( http://mb-soft.com/public2/lift .html ) 。 反作用 提升力 ( 其 命名 是 根據 牛頓 第三 定律 : 每 個 作用力 都 有 一 個 大小 相等 、 方向 相反 的 反作用力 ) 發生 的 時機 是 , 空氣 從 有 仰角 的 機翼 下方 流過 。 那些 從 機翼 前方 移動到 機翼 後方 的 空氣 , 會 被 機翼 往 下 壓 。 那 是 「 作用力 」 。 那 個 作用力 必須 被 一 個 大小 相等 、 方向 相反 的 空氣 反 作用力 往 上 推 。 以 波音 747 為 例 ( 在 九千 公尺 的 高空 以 時速 880 公里 的 速度 巡航 ) , 80% 以上 的 提升力 都 來自 反作用 提升力 , 只有 不到 20% 是 白努利 提升力 。 下 一 次 搭 車 時 , 你 自己 可以 非常 輕易 地 體驗 這 個 反 作用 提升力 。 事實 上 , 你 很 可能 在 小時候 就 做 過 這 種 事 了 。 當 車子 在 移動 時 , 將 車窗 搖下來 , 把 手臂 伸到 窗 外 。 讓手 對著 車子 行進 的 方向 , 手掌 稍微 向 上 傾斜 , 手指 朝 上 指 著 斜 前方 。 你 會 感覺到 你 的 手 被 往 上 推 。 你 看 ! 這 就 是 反 作用 提升力 。 現在 你 也許 會 認為 自己 已經 知道 為什麼 有 些 飛機 可以 上下 顛倒 地 飛 了 。 然而 , 你 有沒有 發現 , 在 一 架 飛機 翻轉 180 度 後 , 白努利 提升力 與 反 作用力 的 方向 都 會 變成 朝下 ? 請 記得 , 在 正常 的 飛行 中 , 反 作用力 的 方向 是 往 上 , 因為 機翼 的 角度 是 往 上 仰 , 但是 翻轉 180 度 之後 , 機翼 會 變成 往 下 傾 。 再 做 一 次 實驗 來 感覺 你 的 手 所 受到 的 反作用 提升力 。 只要 你 把 手指 往 上 翹 , 就 會 感受到 一 股 向 上 的 力 。 現在 , 改變 角度 讓 你 的 手指 往 下 彎 , 這時 你 會 感覺到 一 股 把 你 的 手 往 下 壓 的 力 。 那麼 飛機 怎麼 可能 上下 顛倒 地 飛 ? 它 所 需要 的 提升力 必須 來自 某 種 往 上 的 反 作用力 , 因為 那 是 我們 僅有 的 一 個 選項 。 這 是 可以 達成 的 , 只要 駕駛員 ( 頭 下 腳 上 地 駕駛 飛機 ) 把 飛機 的 前端 抬 得 夠 高 , 讓 機翼 再次 朝上 仰起 。 這 是 難度 非常 高 的 技巧 , 只有 非常 有 經驗 的 駕駛 能 做到 。 而且 純粹 依賴 反作用力 也 非常 危險 , 因為 反 作用 提升力 本質 上 就 不 是 很 穩定 。 你 可以 將 手 伸出 車窗 外 , 再 做 一 次 那 個 實驗 來 感覺 這 種 不 穩定 性 。 你 的 手 會 上下 抖 得 很 厲害 。 事實 上 , 就 是 因為 反作用 提升力 這麼 難以 掌控 , 所以 大部分 的 墜機 意外 都 發生 在 起飛 或 降落 時 。 與 在 平常 高度 的 飛行 比較起來 , 在 起飛 及 降落 時 , 反 作用 提升力 在 總提升力 中 所 占 的 比率 最 高 。 這 也 正 是 為什麼 當 一 架 大型 客機 降落 時 , 你 有時候 可以 感覺到 飛機 不斷 地 顫動 著 。 偷 飲料 的 賊 事實 上 , 壓力 的 奧祕 幾乎 總是 讓 人 感到 無比 困惑 。 讓 我們 再次 回想 用 吸管 喝 飲料 的 物理 吧 。 這裡 有 個 我們 最後 要 考慮 的 謎題 , 一 個 超棒 的 動腦題 。 有 一 個 週末 我 在 家 裡 問 自己 : 「 我 用來 喝 飲料 的 吸管 最 長 可以 多 長 ? 」 我們 都 看過 超長 的 吸管 , 中間 通常 會 穿插 著 一些 彎曲 及 扭轉 , 來 討 小孩子 們 的 歡心 。 我們 先前 已經 看過 , 我們 使盡 力氣 吸吸管 , 頂多 只 能 讓 果汁 產生 1 公尺 的 位移 ( 而且 只 能 維持 幾 秒鐘 ) , 意思 就 是 , 我 沒有 辦法 用 吸管 把 果汁 吸到 超過 1 公尺 的 高度 。 所以 我 決定 為 自己 剪下 一 段 1 公尺 的 塑膠管 , 看看 自己 是否 吸 得 到 果汁 。 沒有 問題 ! 我 可以 吸到 果汁 。 於是 我 決定 剪 一 段 3 公尺 長 的 吸管 , 然後 站到 廚房 裡 的 一 張 椅子 上 , 再 把 一 個 水桶 放 在 地板 上 , 結果 , 毫無 問題 , 我 可以 把 果汁 吸到 那 個 高度 。 不可思議 。 接著 我 想 , 如果 我 上到 我 家 二樓 , 然後 看到 樓下 有 個 人 , 手 裡 拿 著 一 大 杯 的 果汁 、 紅酒 或 任何 飲料 ( 就 想像 那 是 非常 大 杯 的 蔓越莓汁 及 伏特加 ) , 我 有 辦法 利用 一 根 非常 長 的 吸管 偷喝到 他 的 飲料 嗎 ? 我 決定 找出 問題 的 答案 , 而 這 就 讓 我 後來 設計出 一 個 我 很 喜歡 在 課堂 上 做 的 示範 實驗 。 它 每 次 都 能 讓 學生 們 驚呼 連連 。 我 拉出 很 長 的 一 條 彎彎曲曲 的 透明 塑膠管 , 請 前 排 的 一 位 學生 當 志願 者 。 我 把 一 大 燒杯 的 蔓越莓汁 ( 不 是 伏特加 ) 放 在 教室 前方 的 地板 上 , 讓 所有 的 學生 都 看 得 到 它 。 接著 我 拿 著 管子 , 開始 爬上 一 座 很 高 的 梯子 ; 它 可以 到達 離地 16 英尺 的 高度 — — 幾乎 5 公尺 ! 「 好 , 這 是 我 的 吸管 。 」 說 著 我 把 管子 的 一 端 垂下去 給 那 個 學生 。 她 就 把 那 一 端 放 在 燒杯 裡 , 我 可以 感覺到 學生 們 的 期待 。 他們 無法 想像 我 會 爬到 那麼 高 。 還 記得 嗎 ? 他們 之前 才 親眼 目睹 我 只
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