A. 自行車中的杠桿知識:(要有力臂分析)
自行車中的物理知識
自行車是我們日常生活中一種普遍的交通工具,常見的有普通載重自行車、輕便自行車、山地自行車、童車、賽車、電動自行車等。它結構簡單,方便實用,在其中涉及到很多物理知識,包括杠桿、輪軸、摩擦、壓強、能量的轉化等力學、熱學及光學知識,下面具體來分析一下。
一、力學知識
1、摩擦方面
(1)自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋,增大接觸面粗糙程度,增大摩擦力。
(2)車軸處經常上一些潤滑油,以減小接觸面粗糙程度,來減小摩擦力。
(3)所有車軸處均有滾珠,變滑動摩擦為滾動摩擦,來減小摩擦,轉動方便。
(4)剎車時,需要纂緊剎車把,以增大剎車塊與車圈之間的壓力,從而增大摩擦力,
(5)緊蹬自行車前進時,後輪受到的摩擦力方向向前,是自行車前進的動力,前輪受到的摩擦力方向向後,是自行車前進的阻力;
自行車靠慣性前進時,前後輪受到的摩擦力方向均向後,這兩個力均是自行車前進的阻力。
2、壓強方面
(1)一般情況下,充足氣的自行車輪胎著地面積大約為
S=2×10Cm×5cm=100×cm2,當一普通的成年人騎自行車前進時,自行車對地面的壓力大約為F=(500N+150N)=650N,可以計算出自行車對地面的壓強為6。5×104Pa。
(2)在車軸擰螺母處要加一個墊圈,來增大受力面積,以減小壓強。
(3)自行車的腳踏板做得扁而平,來增大受力面積,以減小它對腳的壓強,
(4)自行車的內胎要充夠足量的氣體,在氣體的體積、溫度一定時,氣體的質量越大,壓強越大。
(5)自行車的車座做得扁而平,來增大受力面積,以減小它對身體的壓強。
3、輪軸方面
(1)自行車的車把相當於一個輪軸,車把相當於輪,前軸為軸,是一個省力杠桿,如圖3所示。
(2)自行車的腳踏板與中軸也相當於一個輪軸,實質為一個省力杠桿。
(3)自行車的飛輪也相當於一個省力的輪軸。
4、杠桿方面
自行車的剎車把相當於一個省力杠桿。
5、慣性方面
(1)當人騎自行車前進時,停止蹬自行車後,自行車仍然向前走,是由於它有慣性。
(2)當人騎自行車前進時,若遇到緊急情況,一般情況下要先捏緊後剎車,然後再捏緊前剎車,或者前後一起捏緊,這樣做是為了防止人由於慣性而向前飛出去。
6、能量轉化方面
(1)當人騎自行車下坡時,速度越來越快,是由於下坡時人和自行車的重力勢能轉化為人和自行車的動能。
(2)當人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下,目的是增大速度,來增大人和自行車的動能,這樣上坡時動能轉化為重力勢能,能上得更高一些。
(3)自行車的車梯上掛有一個彈簧,在它彈起時,彈簧的彈性勢能轉化為動能,車梯自動彈起。
7、聲學方面
自行車的金屬車鈐發聲是由於鈴蓋在不停的振動,而汽笛發聲是由於汽笛內的氣體不斷的振動而引起的。
8、齒輪傳動方面
線速度和角速度的關系,如圖5所示,設齒輪邊緣的線速度為v ,齒輪的半徑為R,齒輪轉動的角速度為ω,則有v = ωR。
二、熱學知識
在夏天自行車輪胎內的氣體不能充得太足,是為了防止自行車爆胎,因為對於質量、體積一定的氣體,當溫度越高,壓強越大,當壓強達到一定程度時,若超過了輪胎的承受能力,就會發生爆胎的情況。
三、光學知識
在日常生活中,自行車的後面都裝有一個反光鏡,它的設計很巧妙,組它是由三個相互垂直的平面鏡組成一個立體直角,用其內表面作為反射面,這叫角反射器。當有光線從任意角度射向尾燈時,它都能把光「反向射回」,當光線射向反光鏡時,會使後面的人很容易看到。在夜間,當汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上,無論入射方向如何,反射光都能反射到汽車上,其光強遠大於一般的漫反射光,就如發光的紅燈,足以讓汽車的司機觀察到。
四、電學方面
在有些自行車上裝有小型的發電裝置,它利用摩擦轉動,就像我們在實驗室中看到的手搖發電機一樣,發出的電能供給車燈工作,起到一定的照明作用。
B. 自行車的腳踏和牙盤構成一個輪軸,而輪軸實質上是杠桿原理。
動力臂等於R
阻力臂等於牙盤半徑,設為r.
FR=fr
從你上面給的數據來看R=r=25cm
所以f=F=15N
也許原題數據有所不同,但上述方法依然可用
C. 自行車的車架是杠桿還是輪軸
車架是杠桿和輪軸共有。
手剎車(剎車裝置)是杠桿,車把(輕松控制方向),前,後輪軸,中軸是輪軸部分。
剎車屬於杠桿機構
作用就是,在較長的力臂端施加的較小的力會在較短的力臂上產生較大的力。
自行車制動系統中的車閘把與連桿是一個省力杠桿,可增大對剎車皮的拉力。
自行車為了省力或省距離,使用輪軸,腳蹬板與鏈輪牙盤。後輪與飛輪及龍頭與轉軸等。
D. 自行車的腳蹬子是什麼杠桿
你是說省力費力么。跟齒比有關系,一般自行車是費力杠桿。山地車公路車調變速器可調到省力
E. 自行車中的杠桿有哪些。 原理是什麼
自行車中的杠桿有哪些。 原理是什麼?自行車的腳踏板相當於一個省力杠桿。
當腳回踏板轉到水平位置時,用力蹬答下效果最好。因為動力的方向是向下的,此時動力臂最大,最省力。
腳踏板的支點在轉軸位置,動力臂是轉軸至踏板的長度(在「1」條件下),阻力臂是鏈輪的半徑。說明,動力臂是隨著腳踏板的轉動而變化的
F. 自行車腳踏板的杠桿原理
腳踏板轉到中間位置時用力瞪下的效果最好。
因為你向下施力,由於是垂直版向下,由於支點(權即腳蹬旁邊的那個齒輪的輪軸)到力的垂直距離是動力臂,所以,當腳蹬轉到中間位置時,其中一個腳到腳蹬軸的距離是動力臂,也是最長的動力臂,另一個為阻力臂,由於動力臂*動力=阻力臂*阻力,因此,要想使動力最小,則應使動力臂最長,因此,腳踏板轉到中間位置時用力瞪下的效果最好。
F1為動力臂L1為阻力臂
看了圖後,比較一下哪個L1大(即動力臂大)
你就明白哪個F1小,也就是哪個最省力,也就是哪個作用效果最好。
G. 自行車踏板是省力杠桿嗎
自行車的跳板是什麼杠桿,不能一概而論
如果只考慮踏板本身,它和鏈條的其中一個(也就是和踏板同心的那個)齒輪組成一個省力的杠桿(輪軸).
如果整體考慮的話,它自行車由於更省距離(踩一小圈,走一大圈)所以是個費力杠桿...
第二個你的考慮方式的完全可行的的....
如果能做到任何時候垂直於踏板的那根連軸,都是一樣大的力..
不過從實際來看,人的腳板都是保持水平的,所以就有這個答案了
H. 腳蹬是輪軸還是滑輪斜面杠桿
腳蹬不是滑輪,但你指的是腳蹬的哪一部分呢?算上轉盤應該是輪軸,但若單單是腳蹬的地方,那不是什麼省力機械,只是滑動摩擦而已,上了潤滑油.
車輪和車軸是輪軸.
後架上的彈簧夾和車齡上的按鈕是杠桿.
其實輪軸本質就是杠桿