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今日分享:自行车与物理

生活中随处可以见到自行车的身影,但是你知道这普通的自行车蕴含了多少物理知识吗?下面从物理的角度,了解一下自行车隐藏的学科知识。



一、车铃为什么能发声


自行车的车铃位于把手的位置,经过手的拨动,带动齿轮运转,齿轮使带有弹簧锤的轴旋转起来,弹簧锤敲打铃盖,铃声响起。

车铃能够发声是因为振动的物体能发声,当你用手按住铃盖,振动停止,铃声亦停止。如果车铃不响,是因为轴与齿轮之间的咬合部分太涩了,加几滴油润滑,减小摩擦。

二、尾灯为什么晚上会亮

自行车的后面有一个红色的尾灯,这个尾灯并不能自行发光,那么晚上司机是怎么看到的呢?

原来,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,可以把照在尾灯上的光向各个方向反射,产生反射光,同时由于红色醒目,就引起了司机的注意。

三、自行车的摩擦现象


1. 车的外胎、把手塑料套和脚踏板都刻有凹凸不平的花纹,这是为什么呢?

压力的大小以及接触面的粗糙程度是影响摩擦力大小的两个因素。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。因此刻上凹凸不平的花纹可以增大接触面的粗糙程度,增加摩擦力防止自行车打滑。

2. 自行车为什么能够前进和停止?

自行车的前进是依靠车的后轮与地面直接的摩擦产生的,这个摩擦力是向前的。而前轮与地面产生的摩擦力是向后的,阻碍车的运动,其方向与前进的方向相反,并且这两个力大小相等,因此自行车作匀速运动。前面这个是我们骑在自行车上的摩擦力,而当我们在地上推自行车前进时,前后轮的摩擦力都是向后的。

刹车时,用力捏车闸,手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,摩擦力也就越大,后轮就会转动的越慢,此时为滚动摩擦,方向向前。完全刹死后,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力,方向向后,阻碍自行车的运动,因此就会停止。

四、自行车的压强


1. 自行车的坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积,以减小臀部的压强。

2. 脚蹬板很宽,也是为了增大与脚的接触面积,以减小脚部的压强。

3. 给车胎打气时,越打越费力,车胎越硬,是因为越打里面的气体越多,里面的压强越大,除了可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力。

五、自行车的杠杆

1. 车把——控制前轮转向的省力杠杆,人们可以用很小的力来转动自行车前轮来控制方向和平衡。

2. 车把上的闸把——控制刹车闸的省力杠杆,人们用很小的力就可以使车闸用比较大的压力压到车轮钢圈上。

3. 三角杠、货架、前叉、后三角杠——支持人重和货重的杠杆,用以形成车重和承重。

六、自行车的轮轴

1. 中轴上的脚蹬和花盘齿轮——组成省力轮轴,因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径。

2. 自行车手把与前叉轴——组成省力轮轴,因为手握把外的半径大于前叉轴的半径。

3. 自行车后轴上的齿轮和后轮——组成费力轮轴,因为齿轮的半径小于后轮的半径。

在生活中,还有许多与物理相关的知识,我们将陆续分享给大家。如果能将生活中的事物和知识点联系起来,将大大提高对知识的理解和运用能力。今天为大家梳理了本文相关知识点,助力教与学更高效。


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