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研究找到灰鯖鯊游得最快的秘密

(ShutterStock)

素有“海洋獵豹”之稱的灰鯖鯊(Mako shark)在水中的速度可達到每小時70~80英里,是世界上游速最快的鯊魚。阿拉巴馬大學(University of Alabama)的研究者找到了它們能夠游得這麼快的一個主要原因。

據科技藝術(Ars Technica)網報導,這項由阿拉巴馬大學的工程師Amy Lang引領的研究,利用粒子圖像測速技術,在實驗室環境中,測量水在灰鯖鯊皮膚樣本上流動的速率。

摸過的鯊魚的人可能知道,如果順著頭往尾部撫摸感覺鯊魚皮十分光滑,但是反方向則像砂紙一樣粗糙。這是因為鯊魚皮上有很小的半透明鱗片,每個約0.2毫米,它們堅硬如人們的大牙,覆蓋鯊魚的全身,就像鯊魚的一件天然“盔甲”。

在鯊魚遊動的時候,這些鱗片可根據水流的方向靈活張開或閉合。它們的靈活度並不相同,研究發現,在靠近鼻子的區域,這些鱗片不怎麼靈活,基本就像嵌在皮膚上的大牙一樣;然而在靠近兩側或鰭部的鱗片非常靈活。

這些鱗片張開的角度對控制水壓阻力起到了很重要的作用。

物體在水中或空氣中前進時,液體或空氣在物體的表面被分開來,形成漩渦對物體的前進造成阻力。“就像在(行進中的車輛上)把手伸到車窗外,感到手的前方頂著很大的阻力,而後方阻力很小。”Lang說,“抵抗阻力的首要策略就是讓身體保持流線型。由於鯊魚遊動時身體不停的擺動,需要有個機制把水流帶著跟著身體走以減小阻力。”

這些鱗片就是這個“機制”。它們最大可張開至與身體呈40度角,但只向一個方向張開,也就是逆水流的方向,這樣才能控制水分流的角度,類似高爾夫球上面的小凹槽。

張開的魚鱗和高爾夫球表面的小凹槽,都能起到讓周圍水流和氣流緊跟物體運動,減小伴流的作用。

Lang的數據顯示,有凹槽的高爾夫球比光滑的高爾夫球被打擊後行程遠30%。鯊魚皮膚上的鱗片也起到一樣的作用。

另外這份研究得出一個有趣的結果是,鯊魚遊動時身體的擺動並未對速度起到多大的幫助作用。

研究者們希望這項研究成果能幫助未來設計高科技泳裝,或改善飛機和直升機的設計以減小空氣阻力。

該研究組本月在波士頓舉行的美國物理協會(American Physical Society)會議上展示了他們的研究成果。◇

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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