自行车上的学问
1.测量中的应用
测量跑道长度时可以使用自行车。例如,普通车轮的直径是0.71米或0.66米。那么一圈的长度是直径乘以π,即大约2.23米或2.07米。然后,允许汽车沿着跑道滚动,并记录转弯次数n。那么跑道长度是n2.23米或n2.07米。
2.力和运动的应用
(1)减少和增加摩擦。
汽车的前轴、中轴和后轴都采用滚动来减少摩擦。为了进一步减少摩擦,人们经常给这些部件添加润滑剂。
许多地方雕刻不均匀的图案以增加摩擦。例如,汽车的外胎、汽车把手的塑料盖、踏板盖、刹车把手盖等。将滚动摩擦变为滑动摩擦以增加摩擦。例如,刹车时,车轮不再滚动,而是在地面上滑动,从而大大增加了摩擦力,所以汽车可以很快停下来。在刹车的同时,手紧紧抓住刹车手柄,增加刹车片对钢圈的压力,防止车轮滚动。
(2)弹簧的阻尼效应。
汽车座垫下面有许多弹簧,可以用来减少振动。
3.压力知识的应用
(1)自行车轮胎刻有承载能力。如果汽车太重,轮胎会在太大的压力下被压碎。
(2)座垫为马鞍形,可增加座垫与人体的接触面积,减少臀部的压力,使骑自行车时不那么累。
4.惯性的使用
(1)如果一辆快速行驶的自行车突然刹车,为什么后轮会跳起来?这是因为前轮由于阻力突然停止移动,但是车上的人和后轮没有受到阻力。由于惯性,人和后轮应该继续向前移动,所以后轮会向上跳。请记住,在下坡或高速行驶时,自行车的前制动器不能单独使用。一般来说,应该先拧紧前制动器,然后再拧紧前制动器,或者将前制动器和后制动器一起拧紧。这是为了防止人们由于惯性向前飞行。
(2)当一个人骑自行车前进时,由于惯性,自行车在停止踩踏板后仍然前进。
5.自行车光学知识。
自行车上的红色尾灯本身不能发光,但它能在夜间提醒驾驶员,因为自行车的尾灯由许多蜂窝状“单元”组成,每个“单元”由三个大约90度的反射面组成。这样,在晚上,当后面的车灯碰到自行车的尾灯时,它会产生反射光,由于其醒目的红色,可以吸引司机的注意力。
6.能量转换
(1)当人们骑自行车下坡时,速度越来越快,因为人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。
(2)当一个人骑自行车上坡时,他必须踩踏几次以提高速度,从而增加人和自行车的动能。通过这种方式,动能转化为重力势能,并且可以上升得更高。
(3)弹簧挂在自行车支架上。当它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,自行车支架自动弹起。
第二,声学知识
(1)自行车的金属铃在响,因为铃锤不断撞击钟盖,钟盖不断振动。
(2)当自行车的某些部件松动时,它们会在骑行时产生振动和声音。
三、热学知识
(1)在夏天,自行车轮胎中的气体不能充满到足以防止自行车爆裂,因为对于一定质量和体积的气体,温度越高,压力越大。如果压力达到一定水平,如果超过轮胎的承载能力,就会发生爆胎。
(2)当用充气机给自行车轮胎充气时,充气机的壁会在短时间内变热,因为充气机的活塞压缩气体做功,气体的内能增加,气体的内能传递到气缸壁,从而提高气缸壁的温度。同时,充气过程也是通过克服活塞和气缸壁之间的摩擦力做功的过程,这也增加了气缸壁的内能并提高了温度。