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知识关于自行车的几个物理知识你知道吗?

字号+山地车吧 微信号:MTB8-COM 2016-12-05 04:28 我要评论() 收藏成功收藏本文

假如把我国比作一个自行车的王国,那么,青少年学生就是这王国中最忠实的臣民。无论是晴空万里,还是风雨交加,他们骑着这心爱的坐骑,奔驰在上学和放学的路上。'...

假如把我国比作一个自行车的王国,那么,青少年学生就是这王国中最忠实的臣民。无论是晴空万里,还是风雨交加,他们骑着这心爱的坐骑,奔驰在上学和放学的路上。作为我们出行的好伙伴,我们喜欢它,爱护它。但你有没有想过,在这个小伙伴身上,可以发现许多与物理有关的知识,无论是它的构造还是在使用的过程中,不信请看。


1、稳定性的知识


自行车之所以在行驶过程中不会倾倒,主要得益于物理学原理的应用。大家知道,凡是高速转动的物体,其转动方向会保持不变,物体便不会倾倒,这同旋转的陀螺不会倾倒是一个道理。我们骑自行车是在前进的方向上给自行车一个力,使车轮转动起来,车轮就能保持在一种平衡状态,在利用车把转动加以调节,自行车就可以往前行进了,一旦停下来,这种平衡没了,自行车就会倾倒。




2、摩擦力知识


1)启动、行驶过程中的摩擦力


当自行车启动或行驶时,在链条驱动下,后轮逆时针转动,轮胎与地面接触处相对于地面有向后运动的趋势,故地面对后轮施加向前的摩擦力,该摩擦力是自行车向前运动的动力。在此力的作用下,自行车整体具有向前运动的趋势,自行车的前轮胎于地面接触处具有向前运动的趋势,则地面对前轮产生向后的摩擦力,在该摩擦力的作用下,前轮便沿着后轮相同的方向转动起来,自行车向前运动,因此,人们也将后轮称为主动轮,前轮称为从动轮。当下雨或下雪天,地面摩擦力变小,自行车很容易摔倒,即平常说的打滑,其道理就在于此。自行车上轮胎上凹凸不平的花纹,就是为了增大摩擦力。




2)刹车过程中的摩擦力


摩擦力不仅关系到自行车的启动,对自行车的制动也非常关键。如果刹车性能不好,骑车人的安全就得不到保障。人捏刹车柄,使刹车线带动刹车块与轮胎靠紧,产生摩擦力,使自行车减速,最终停下来。摩擦力的大小取决于压力的大小和接触面的粗糙程度。新、旧两辆自行车,在相同的速度下,用近似相同的力捏刹车柄,新车制动快,原因是旧车的刹车块和车胎磨得比较光滑,产生的摩擦力很小。另外在自行车的手把、脚踏板、等处,做有凹凸不平的花纹这也是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。




3、减震系统


自行车装有减震器。自行车共有5个地方进行了减震处理:三脚架、鞍座、车头和前后轮胎,其中三脚架、鞍座、车头运用弹簧减震,车身则靠轮胎减震。自行车震动时,整个车身具有了形变性,使人落下时与车身接触的时间增长,受力变小,提高了舒适性。好比人从高处跳到水泥地上,脚会感到疼,如果在地面上铺上软垫,人再往下跳,即使是相同高度,感觉也不会那样剧烈。通过减震不仅使骑车人感到舒适,也减少了自行车的磨损。




4、压强知识


1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重,则车胎受到压强太大而被压破。

2)坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳。

3)在夏天车轮气打足,则轮胎在强烈的阳光照射下,往往会爆胎,这是因为轮胎中气体在阳光照射下,吸收热量,温度升高,受热膨胀,压强增大,故车胎易爆。

4)气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。




5、简单机械的知识


1)杠杆知识


A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。


2)轮轴知识


A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。

B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。

C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。




6、功和机械能的知识运用


1)根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“S形”路线就是这个道理。

2)动能和重力势能的相互转化。


如骑车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。




7、惯性定律的运用


快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态,所以后轮会跳起来。切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故!



8、光学知识


自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒汽车司机注意。因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。人面对车铃,会看到自己的像,这是因为车铃盖形状相当于一个凸面镜,人看到的是因反射而成的正立缩小的虚像。




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