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步齐桥毁非偶然,究其原因在共振
务川民族中学 李子
19世纪初,一队拿破仑士兵在指挥官的口令下,迈着威武雄壮、整齐划一的步伐,通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时,桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌,造成许多官兵和市民落入水中丧生。
1906年,一队俄国士兵迈着整齐的步子,踏上了圣彼得堡附近的丰坦卡大桥。 突然,大桥坍塌了,桥上的士兵全都坠落下去,非死即伤,损失惨重。
这是多么地骇人听闻!一支队伍从桥上经过那么小小的的压力怎么可能让坚固的大桥毁坏呢?太不可思议了,这是为什么呢?
原来,是由于物理学中的“共振”造成的。
士兵列队齐步走的频率与大桥的固有频率相同,引起大桥发生共振,剧烈的振荡导致大桥解体。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强,当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时,桥就断了。
共振是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形;这些特定频率称之为共振频率。简单的说是一个物体发生振动引起其他物体的振动,在共振频率下,很小的周期振动便可产生很大的振动,因为系统储存了动能。当阻尼很小时,共振频率大约与系统自然频率或称固有频率相等,后者是自由振荡时的频率。
类似的事件还发生在俄国和美国等地。鉴于成队士兵正步走过桥时容易造成桥的共振,所以后来各国都规定大队人马过桥,要便步通过。从此,便步走通过桥梁,就成为各国军队共有的一条军规。
共振,对我们的科技进步、人类文明都有很大的积极作用,但是若我们没有好好利用和把握也会对我们带来灾难。1940年,美国的全长860米的塔柯姆大桥因大风引起的共振而都塌毁了;每年肆虐于沿海各地的热带风暴,也是借助于共振为虎作伥,才会使得房屋和农作物饱受摧残。
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用吸管吸汽水是"吸"上来的吗
务川民族中学 李子
我们用吸管吸汽水,很多人总以为是嘴把汽水吸上来的。其实不是,用嘴吸,只吸走了吸管中的空气,至于汽水嘛,那是大气把它压到嘴里去的。
原来,吸管中的空气被吸走后,管里面的汽水受到空气的压强变小,而瓶子里(吸管外)的汽水受到的压强是大气压强,这两个压强是不相等的,大气压强较大,就会把汽水压到嘴里去了。如果汽水瓶口盖一个塞紧了的软木塞,木塞中插着一根玻璃管,那么,你从玻璃管里吸汽水,至多能吸上一两口,就再也吸不到瓶里的汽水了。这个道理也简单,因为瓶外的大气无法进入汽水瓶,大气也就无法把汽水压到嘴里去了。
不拔掉瓶塞,还能喝到汽水吗?虽然吸不上来,但能不能吹上来?对着玻璃管向瓶子里吹气是个办法。吹气,增加瓶内的气体,增加了瓶内气体的压强。瓶内的气体压强变大以后,就会把汽水从玻璃管里压出来,这时,只要嘴不离开玻璃管,就能喝到汽水。往瓶里吹气越多,压强增加得越多,就可以顺利地喝到汽水。喝掉一些汽水以后,瓶内的气体体积变大、压强降低,就喝不到汽水了。再吹气,又能继续喝到汽水。
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车中的光学原理
务川民族中学 李子
1、汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
2、汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3、汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
4、轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
5、除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在路的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
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