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生活中的物理知識大全(3):自行車上的物理知識

你知道自行車上有哪些物理知識嗎?下面我們來看一看。

1、自行車上的摩擦知識。
①自行車外胎為什麼要有凸凹不平的花紋
摩擦力的大小跟兩個因素有關:壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大,摩擦力越大;接觸面越粗糙,摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋,這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度,來增大摩擦力的,其目的是為了防止自行車打滑。
②自行車為什麼能前進?
當我們騎在自行車上時,由於人和自行車對地面有壓力,輪胎和地面之間不光滑,因此自行車與路面之間有摩擦,不過,要問自行車為何能前進?這還是依靠後輪與地面之間的摩擦而產生的,這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是幹什麼的?阻礙車的運動!其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等,方向相反,所以自行車作勻速運動。不過,當人們在地上推自行車前進時,前輪和後輪的摩擦力方向都向後。那誰和這兩個力平衡呢?腳對地面的摩擦力向前!
③剎車以後,自行車為何能停止?
剎車時,剎皮與車圈間的摩擦力,會阻礙後輪的轉動。手的壓力越大,剎皮對車圈的壓力就越大,產生的摩擦力也就越大,後輪就轉動的越慢。如果完全剎死,這時後輪與地面之間的摩擦就變為滑動摩擦力(原來為滾動摩擦,方向向前),方向向後,阻礙了自行車的運動,因此就停下來了。
④自行車哪些地方安有鋼珠?為什麼安鋼珠?
在自行車的前軸、中軸、後軸、車把轉動處,腳蹬轉動處等地方,都安有鋼珠。
人們騎自行車總是希望輕鬆、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力,因此要在自行車轉動的地方安裝鋼珠,我們可以經常加潤滑油,使接觸面彼此離開,這樣就可以使摩擦力變得更小。

2、自行車上的槓桿、輪軸知識。
①自行車上的槓桿
A、控制前輪轉向的槓桿:自行車的車把,是省力槓桿,人們用很小的力就能轉動自行車前輪,來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。
B、控制剎車閘的槓桿:車把上的閘把是省力槓桿,人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。
②自行車上的輪軸
A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸(腳蹬半徑大於花盤齒輪半徑)。
B、自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸(手把轉動的半徑大於前叉軸的半徑)。
C、後軸上的齒輪和後輪:組成費力輪軸(齒輪半徑小於後輪半徑)。

3、自行車上的氣壓知識。
自行車內胎充氣:早期的各種輪子都是木輪、鐵輪,顛簸不已。現代自行車使用充氣內胎主要是使胎內的壓強增大,可以起到緩衝的作用,同時可以減小自行車前進的阻力。
氣門芯的作用:充氣內胎上的氣門芯,起着單向閥門的作用,只讓氣體進入,不讓氣體外漏,方便進氣,保證充氣內胎的密封。

4、自行車上光學知識。
自行車上的紅色尾燈,不能自行發光,但是到了晚上卻可以提醒司機注意,因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的「小室」構成的,而每一個「小室」是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時,當後面汽車的燈光射到自行車尾燈上,就會產生反射光,由於紅色醒目,就可以引起司機的注意。

自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的「身上」運用了許多力學知識
1.測量中的應用
在測量跑道的長度時,可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那麼轉過一圈長度為直徑乘圓周率π,即約2.23米或2.07米,然後,讓車沿着跑道滾動,記下滾過的圈數n,則跑道長為n×2.23米或n×2.07米。
2.力和運動的應用
(1)減小與增大摩擦。
車的前軸、中軸及後軸均採用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦,人們常在這些部位加潤滑劑。
多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎,車把手塑料套,蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,摩擦大大增加了,故車可迅速停駛。而在剎車的同時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。
(2)彈簧的減震作用。
車的座墊下安有許多根彈簧,利用它的緩衝作用以減小震動。

3.壓強知識的應用
(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重,則車胎受到壓強太大而被壓破。
(2)座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車不易感到疲勞。

4.簡單機械知識的應用
自行車制動系統中的車閘把與連杆是一個省力槓桿,可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離,還使用了輪軸:腳蹬板與鏈輪牙盤;後輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

5.功、機械能的知識運用
(1)根據功的原理:省力必定糞離。因此人們在上坡時,常騎「S形」路線就是這個道理。
(2)動能和重力勢能的相互轉化。
如騎車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,就容易上去些,這裏是動能轉化為勢能。而騎車下坡,不用蹬,車速也越來越快,此為勢能轉化為動能。

6.慣性定律的運用
快速行駛的自行車,如果突然把前輪剎住,後輪為什麼會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動,但車上的人和後輪沒有受到阻力,根據慣性定律,人和後輪要保持繼續向前的運動狀態,所以後輪會跳起來。
切記下坡或高速行駛時,不能單獨用自行車的前閘剎車,否則會出現翻車事故!

責任編輯: 宋雲  來源:如夢社區 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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