力學(xué)在現(xiàn)實生活中的實例體現(xiàn)課件

力學(xué)在生活中的實例體現(xiàn)鳥兒為什么能

VS擊落飛機(jī)？1962年11月，赫赫有名的“子爵號”飛機(jī)正在美國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。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場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，一切都變得合理了。我們知道，速度是相對的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時，雖然鳥兒的速度不大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣相對于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大。根據(jù)動量定理，速度越大，撞擊的力量也就越大。

比如一只0.45kg的鳥，裝在速度為每小時80千米的飛機(jī)上時，根據(jù)沖量定理及公式，F(xiàn)t=mv,撞擊的時間是很短的，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)的時速是960牛頓，則會產(chǎn)生21.6萬牛頓的力。一般情況下，如果是一只1.8kg的鳥撞在速度為每小時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)在市面上有很多類型的千斤頂，原理不盡相同，卻是萬變不離其宗。有了小小的千斤頂，即使孩子也可以舉起諸如汽車之類的物件。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。

請看上圖。用一根管手將兩個充滿了液體（水或油）的容器連起來。其中一個容器截面很大，另一個容器截面則很小，假設(shè)它比前一個截面小1000倍。如果用一個活塞（A）向下壓截面小的容器液面，液體就受到了一個壓力，這個壓力的強(qiáng)度會按照原來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噸重的汽車抬起來，只要1公斤的作用力就夠了。液壓制動器、壓縮機(jī)、汽車的千斤頂、水泵等許多器械都得益于這一原理。液壓傳動系統(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)中依靠運動液體的液壓能（壓力、流量）來進(jìn)行能量傳遞，通過對該液體相關(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力與動作要求(力、速度或轉(zhuǎn)速、扭矩)的一種傳動裝置。液壓千斤頂就是在此基礎(chǔ)上運用而生的。我們還可以對類似千斤頂這一類的系統(tǒng)中的具體數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析。液壓傳動中的壓力、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的大活塞能向上運動，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，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，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鯊魚皮泳衣的結(jié)構(gòu)，V字型可以減少游泳時水流帶來的阻力。

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