流體力學

頭波

頭波 (Bow wave)
國立臺灣大學物理學系 曾奕晴

頭波是甚麼?

當我們看到一隻鴨子遊過池塘時,會造成周遭水面的波痕,有些波會產生在鴨子的前方產生並擴散出去。這時候想像如果鴨子游的夠快(超越水波在水面傳播的速度),從上方往下看,鴨子的身後會產生 V 型的波痕,這 V 型波痕的邊緣就是頭波的波峰。

跳著水中圓舞曲的細菌

跳著水中圓舞曲的細菌 (Swimming in Circles: Hydrodynamic Interactions between Bacteria and Solid Boundaries)
普林斯頓大學機械與航太工程系博士班 賴靜瑤

史蒂芬.霍金 (Stephen Hawking) 曾說:「我們對分子生物學的認知顯示,生物行為受著物理及化學原理的支配,因此,在適當的了解下是可被預測的,就如星球的軌道一般。」

你或許會有些遲疑,複雜的生物行為真的可以以物理解釋嗎?這個問題可以衍生出很多的爭議,非本篇重點,不過這裏我們提供一個成功用流體力學解釋細菌游泳的例子。

雷諾數

雷諾數 (Reynolds Number)
國立臺灣大學物理學系 100級 郭家宏

高中物理大部分處理的都是質點或者剛體的運動,較少觸及流體的運動。相較於剛體,流體有許多非線性的行為出現,因此也較為複雜、有趣。如此一來我們就無法分析流體的性質了嗎?並不是的,我們可以先從一個簡單的模型下手,觀察一些基本的性質。好比一條用來澆花的筆直水管,我們把水龍頭打開,水就會在管內流動著,這時候水會受到那些作用力的影響呢?