
从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。
物理学作为一门最基础的自然学科,贯穿着人类文明的发展历程,从远古燧人氏钻木生火到如今的信息化社会的建设,都少不了物理的参与。燧人钻木取火的基本原理正是摩擦生热原理,在热量积蓄到一定程度时就可以使木头与氧气发生剧烈反应产生火焰。而物理在如今的生活中拥有着更加广泛的应用,比如说一个人的起居,早上从床上爬起来,刷牙,洗漱,刷牙时利用牙刷凹凸不平的表面增大摩擦,可以把牙刷得更干净彻底。洗漱完毕,来一顿丰盛的西式早餐,锋利的刀子切面包更容易,利用的原理是在力一定下,接触面越小,压强越大,这样更容易切开物体。饱餐之后,开着心爱的跑车去公司,发动时利用电火花点燃气缸中的气体,使活塞带动轴承转动,从而使汽车前进。
到达公司,坐电脑前开始一天的工作。最初发明的电脑很大,而如今一台电脑桌就足够放电脑的所有部件,正是因为量子力学促使半导体硅芯片的发明,使电路集成化,在一张小小的芯片上承载大量电路,大大缩小了其占有的空间。
中午在办公室用泡面充饥下,筷子自然是必不可少的。简简单单两根木条,动一动手腕就可以把食物送入口中。这里运用的是杠杆原理,较大力作用在较小的力臂上就可以举起较大力臂上的较轻物体。
下班后呼朋唤友,一起吃一顿火锅,其乐也融融。现在流行电磁炉,电磁炉的基本原理是电磁感应原理,利用形成涡流产生的热量为火锅供热。
吃完火锅出来时已然天黑,夜市的霓虹灯五颜六色,利用的正是量子力学对原子能级的研究,不同能级间电子发生跃迁时发出的光子的频率不同,所以看上去绚丽无比,如梦似幻。
回家打开电视放松下,家中的彩电颜色艳丽,利用的是电子束磁偏转原理,然后不断变化,扫描,形成一幅幅动作画面。
物理学在生活中的运用由此可见一斑。不仅是日常生活,物理学在其它领域有着更广泛的应用。比如在国防领域,如今的提高打击精度,引入了相对论进行计算,使导弹的误差不超过方圆5米;人类终极武器原子弹,氢弹,利用的是爱因斯坦的质能方程,将物质转化为能量,使一颗小小的原子弹爆发出惊人的破坏力。
物理学对近代生物学的发展更是起决定性作用。X射线衍射技术的应用敲开了通向DNA结构的一扇大门;波粒二相性的发现使得显微技术突破瓶颈,发明了电子显微镜,为人们揭开了细胞亚显微结构的神秘面纱;放射性同位素标记技术的使用为我们展示了各种有机物具体存在位置以及其生产流程。这些帮助我们更加深入地认识生命的本质。
网络的建立更是将全世界联系起来,成为一个整体,地球村不再是虚言。首先是贝尔发明电话,利用电流进行传播声音信号,形成初步的有线网络。而后加以完善,形成了互联网。再后来以电磁波为基本原理的无线技术的发明建立起全球性的无线网络,真正实现了随时随地联系的地步。
由此可见,物理学如今几乎已渗透到所有领域当中,在人类的发展中起着中流砥柱的作用。总之一句话,人类社会离不开物理。
与自行车有关的力学问题
1.驱动系统:
由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄,链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的,从而使自行车不断前进。
2.自行车的变速原理
从机械原理角度来看,主动轮和从动轮相互间的大小决定其传动比的大小。对一辆自行车来说,其骑行速度的快慢主要取决于装置中链轮直径大小(齿数)和飞轮直径大小.自行车使用带齿的轮盘与链条相互咬合传动,靠变换齿轮组合来改变行驶的速度档。
3.自行车的传动部分
自行车的运动主要是将人脚交替对脚踏板的压力转化为车轮与地面的摩擦力,转化的重要部分是自行车的传动部分。人在骑车时,两脚交替把脚蹬踩下“牙盘”转动,由于“牙盘”和“飞轮”的小齿和链条相互咬合,带动了后面飞轮的转动,自行车后轮向前运动,使自行车向前行驶。人在骑自行车前进的过程中,前轮所受到的摩擦力向后,后轮受的摩擦力向前,后轮提供车前进的动力。
4.自行车的制动部分
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。乘骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,滚动摩擦变为滑动摩擦,故车可迅速停驶。而在刹车的同时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
