小小自行車物理知識(shí)多
假如把我國(guó)比作一個(gè)自行車的王國(guó)，那么，青少年學(xué)生就是這王國(guó)中最忠實(shí)的臣民。無(wú)論是晴空萬(wàn)里，還是風(fēng)雨交加，我們騎著這心愛(ài)的坐騎，奔馳在上學(xué)和放學(xué)的路上。作為我們出行的好伙伴，我們喜歡它，愛(ài)護(hù)它。自行車也很神奇，從它的構(gòu)造和使用過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)許多與物理有關(guān)的知識(shí)，不信請(qǐng)看。
1、穩(wěn)定性的知識(shí)
自行車之所以在行駛過(guò)程中不會(huì)傾倒，主要得益于物理學(xué)原理的應(yīng)用。大家知道，凡是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向會(huì)保持不變，物體便不會(huì)傾倒，這同旋轉(zhuǎn)的陀螺不會(huì)傾倒是一個(gè)道理。我們騎自行車是在前進(jìn)的方向上給自行車一個(gè)力，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，車輪就能保持在一種平衡狀態(tài)，在利用車把轉(zhuǎn)動(dòng)加以調(diào)節(jié)，自行車就可以往前行進(jìn)了，一旦停下來(lái)，這種平衡沒(méi)了，自行車就會(huì)傾倒。
2、摩擦力知識(shí)
�。�1）啟動(dòng)、行駛過(guò)程中的摩擦力
當(dāng)自行車啟動(dòng)或行駛時(shí)，在鏈條驅(qū)動(dòng)下，后輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輪胎與地面接觸處相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故地面對(duì)后輪施加向前的摩擦力，該摩擦力是自行車向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。在此力的作用下，自行車整體具有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，自行車的前輪胎于地面接觸處具有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則地面對(duì)前輪產(chǎn)生向后的摩擦力，在該摩擦力的作用下，前輪便沿著后輪相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，自行車向前運(yùn)動(dòng)，因此，人們也將后輪稱為主動(dòng)輪，前輪稱為從動(dòng)輪。當(dāng)下雨或下雪天，地面摩擦力變小，自行車很容易摔倒，即平常說(shuō)的打滑，其道理就在于此。自行車上輪胎上凹凸不平的花紋，就是為了增大摩擦力。
�。�2）剎車過(guò)程中的摩擦力
摩擦力不僅關(guān)系到自行車的啟動(dòng)，對(duì)自行車的制動(dòng)也非常關(guān)鍵。如果剎車性能不好，騎車人的安全就得不到保障。人捏剎車柄，使剎車線帶動(dòng)剎車塊與輪胎靠緊，產(chǎn)生摩擦力，使自行車減速，最終停下來(lái)。摩擦力的大小取決于壓力的大小和接觸面的粗糙程度。以恒定的速度駕駛同一自行車、剎車力越大，摩擦力越大，自行車制動(dòng)的越快；說(shuō)明壓力越大，產(chǎn)生的摩擦力越大。新、舊兩輛自行車，在相同的速度下，用近似相同的力捏剎車柄，新車制動(dòng)快，原因是舊車的剎車塊和車胎磨得比較光滑，產(chǎn)生的摩擦力很小。
另外在自行車的手把、腳踏板、等處，做有凹凸不平的花紋這也是通過(guò)增加接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦。
3、減震系統(tǒng)
自行車裝有減震器。自行車共有5個(gè)地方進(jìn)行了減震處理：三腳架、鞍座、車頭和前后輪胎，其中三腳架、鞍座、車頭運(yùn)用彈簧減震，車身則靠輪胎減震。自行車震動(dòng)時(shí)，整個(gè)車身具有了形變性，使人落下時(shí)與車身接觸的.時(shí)間增長(zhǎng)，受力變小，提高了舒適性。好比人從高處跳到水泥地上，腳會(huì)感到疼，如果在地面上鋪上軟墊，人再往下跳，即使是相同高度，感覺(jué)也不會(huì)那樣劇烈。通過(guò)減震不僅使騎車人感到舒適，也減少了自行車的磨損。
4、壓強(qiáng)知識(shí)
(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過(guò)重，則車胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。
(2)坐墊呈馬鞍型，它能夠增大坐墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強(qiáng)，使人騎車不易感到疲勞。
（3）在夏天車輪氣打足，則輪胎在強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射下，往往會(huì)爆胎，這是因?yàn)檩喬ブ袣怏w在陽(yáng)光照射下，吸收熱量，溫度升高，受熱膨脹，壓強(qiáng)增大，故車胎易爆。
�。�4）氣門(mén)芯的作用：充氣內(nèi)胎上的氣門(mén)芯，起著單向閥門(mén)的作用，只讓氣體進(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。
5、簡(jiǎn)單機(jī)械的知識(shí)
（1）杠桿知識(shí)
A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動(dòng)自行車前輪，來(lái)控制自行車的運(yùn)動(dòng)方向和自行車的平衡。
B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，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）輪軸知識(shí)
A、中軸上的腳蹬和花盤(pán)齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤(pán)齒輪半徑）。
B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑大于前叉軸的半徑）。
C、后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。
6、功、機(jī)械能的知識(shí)運(yùn)用
(1)根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們?cè)谏掀聲r(shí)，常騎“S形”路線就是這個(gè)道理。
(2)動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。
如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來(lái)越快，此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
7、慣性定律的運(yùn)用
快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會(huì)跳起來(lái)。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來(lái)。
切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故！
8、光學(xué)知識(shí)
自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒汽車司機(jī)注意。因?yàn)樽孕熊嚨奈矡羰怯珊芏喾涓C狀的“小室”構(gòu)成的，而每一個(gè)“小室”是由三個(gè)約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時(shí)，當(dāng)后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會(huì)產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機(jī)的注意。人面對(duì)車鈴，會(huì)看到自己的像，這是因?yàn)檐団徤w形狀相當(dāng)于一個(gè)凸面鏡，人看到的是因反射而成的正立縮小的虛像。
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