力學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例體現(xiàn)課件

力學(xué)在生活中的實(shí)例體現(xiàn)鳥(niǎo)兒為什么能

VS擊落飛機(jī)？1962年11月，赫赫有名的“子爵號(hào)”飛機(jī)正在美國(guó)馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來(lái)。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一直在可空中慢慢翱翔的一只天鵝。小小一只天鵝怎么會(huì)將制作精良的大型飛機(jī)擊落？乍看之下，匪夷所思?？墒钱?dāng)我們用力學(xué)工具分析時(shí)，一切都變得合理了。我們知道，速度是相對(duì)的。當(dāng)鳥(niǎo)兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí)，雖然鳥(niǎo)兒的速度不大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣相對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，鳥(niǎo)兒的速度就很大。根據(jù)動(dòng)量定理，速度越大，撞擊的力量也就越大。

比如一只0.45kg的鳥(niǎo)，裝在速度為每小時(shí)80千米的飛機(jī)上時(shí)，根據(jù)沖量定理及公式，F(xiàn)t=mv,撞擊的時(shí)間是很短的，代入數(shù)據(jù)，估算可知，產(chǎn)生的力大約是1500牛頓。若飛機(jī)的時(shí)速是960牛頓，則會(huì)產(chǎn)生21.6萬(wàn)牛頓的力。一般情況下，如果是一只1.8kg的鳥(niǎo)撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈還要大。由此，一只天鵝把美國(guó)的飛機(jī)擊落，也就不足為奇了。小心！現(xiàn)在市面上有很多類(lèi)型的千斤頂，原理不盡相同，卻是萬(wàn)變不離其宗。有了小小的千斤頂，即使孩子也可以舉起諸如汽車(chē)之類(lèi)的物件。它是如何做到的呢？以液壓千斤頂為例分析。液壓千斤頂?shù)脑砼c以下機(jī)械的工作原理相似。

請(qǐng)看上圖。用一根管手將兩個(gè)充滿了液體（水或油）的容器連起來(lái)。其中一個(gè)容器截面很大，另一個(gè)容器截面則很小，假設(shè)它比前一個(gè)截面小1000倍。如果用一個(gè)活塞（A）向下壓截面小的容器液面，液體就受到了一個(gè)壓力，這個(gè)壓力的強(qiáng)度會(huì)按照原來(lái)的大小傳遞到液體表面的任何其他部分，當(dāng)然也包括在大截面容器里與活塞（B）接觸的液體的表面。壓強(qiáng)等于作用力除以作用面積，即P=F/S.

根據(jù)帕斯卡原理，活塞A下的壓強(qiáng)與活塞B下的壓強(qiáng)相等，又由于活塞B下的面積比活塞A下的大1000倍，在它上面的作用力就應(yīng)比在A上的作用力也大1000倍。因此，為了將一輛1噸重的汽車(chē)抬起來(lái)，只要1公斤的作用力就夠了。液壓制動(dòng)器、壓縮機(jī)、汽車(chē)的千斤頂、水泵等許多器械都得益于這一原理。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由一些功能不同的液壓元件與輔助元件組成，在封閉系統(tǒng)中依靠運(yùn)動(dòng)液體的液壓能（壓力、流量）來(lái)進(jìn)行能量傳遞，通過(guò)對(duì)該液體相關(guān)參數(shù)（壓力、流量、方向）的調(diào)節(jié)與控制，以滿足工作裝置所輸出的動(dòng)力與動(dòng)作要求(力、速度或轉(zhuǎn)速、扭矩)的一種傳動(dòng)裝置。液壓千斤頂就是在此基礎(chǔ)上運(yùn)用而生的。我們還可以對(duì)類(lèi)似千斤頂這一類(lèi)的系統(tǒng)中的具體數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析。液壓傳動(dòng)中的壓力、流量和液壓功率1壓力與負(fù)載的關(guān)系在圖1-1中，設(shè)缸6的活塞面積為A2，負(fù)載力為F2，缸6產(chǎn)生的液體壓力（壓強(qiáng)）為p2=F2／A2。由帕斯卡原理知，缸1的壓力p1應(yīng)等于缸6中的壓力p2，即p1=p2＝p。為了克服負(fù)載F2使缸6的大活塞能向上運(yùn)動(dòng)，作用在缸1小活塞上的力F1和壓力p1與作用在缸6大活塞上的負(fù)載力F2和壓力p2之間分別應(yīng)有如下關(guān)系液體的壓力可以表示為在A1、A2一定時(shí)，負(fù)載F2越大，系統(tǒng)中所需要的壓力p也越高，所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力取決于外負(fù)載。2速度與流量的關(guān)系當(dāng)圖1-1所示的液壓系統(tǒng)工作時(shí)，缸1中排出的液體體積必然等于進(jìn)入缸6中的液體體積。設(shè)缸1活塞的位移為sl，缸6活塞的位移為s2，則有神奇泳衣助菲爾普斯園八金夢(mèng)鯊魚(yú)皮泳衣的結(jié)構(gòu)，V字型可以減少游泳時(shí)水流帶來(lái)的阻力。

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