橡膠輪胎上,為什麼要有凹凸不平的花紋
現代的車輛,如大卡車、小汽車、公共汽車、無軌電車、三輪車、自行車和輪式拖拉機等,都有橡膠輪胎。你留意一下,這些輪胎上各有不同的凹、凸不平的花紋。這是為了好看嗎?當然不是,這是為了加大車輪與地麵間的摩擦力,防止車輪在路麵上打滑。例如,我們穿上底麵已經磨光的球鞋,在結冰的馬路上走,很容易摔交,這是因為鞋底與地麵的摩擦力太小,所以難以舉步。輪胎的花紋誕生於1892年前後。開始時,輪胎花紋異常簡單,僅是些直線型的楞花。以後,隨著車輛載重量和行駛速度的日益提高,以及路麵的改進,輪胎花紋才逐漸多樣、複雜起來。現在輪胎花紋的形式很多,人們習慣將它們分為通用、高越野性和聯合式花紋3大類。而它們的幾何形狀大體有:縱向直線、橫向直線、斜線、塊形和混合式等5種。通用花紋也叫公路花紋,是使用最早而又最普遍的一種。比如,公共汽車輪胎上常見的縱向直線型和鋸齒型花紋,它們可以消除噪音,所以也稱無聲花紋。專供車輛在荒野及鬆軟土地上行駛的高越野花紋,塊大,都帶有寬而深的“啃泥”花紋溝,行駛時不易夾石、藏土和打滑,它們特別適用於曳引力和對地麵抓著力要求高的拖拉機、起重機。聯合式花紋的輪胎,它們既能在硬性路麵和石子砂礫路上行駛,亦可行駛於鬆散、泥濘和冰雪路麵。針對我國地形複雜、公路路麵質量差別很大的情況,這種聯合式花紋有它特殊的使用價值。
為什麼車輪裝上了滾珠軸承,就變得輕便了
我國有著豐富的建築技術遺產。我們祖先用他們的聰明才智,建造了舉世馳名的萬裏長城,趙州橋,北京故宮……今天,當我們看到這些宏偉的建築物時,不由產生一個問題,遠在幾百年前,還沒有機械,我們的祖先用什麼辦法來運送建造這些建築物的笨重的石頭、木材呢?原來,我們祖先使用的辦法,在今天有時也還能看到:在搬運東西時,墊上幾根圓杠子,推動的時候就輕便多了。PWL40,+31。53,PZ#這是因為物體在地麵上滑動時,在它與地麵接觸的地方,有一種滑動摩擦阻力存在;而當物體在地上滾動時,阻力就是滾動摩擦阻力。在一般情況下,滾動摩擦阻力,隻有滑動摩擦阻力的四十分之一到六十分之一,所以滾動物體比推動著物體滑行要省力得多。沒有裝滾珠軸承的車子,車輪的軸承與軸頸間的摩擦,也是滑動摩擦,阻力比較大,這樣的軸承不但容易磨壞,而且車子也跑不快。裝上滾珠軸承的車輪,車子開動時,車輪的軸就在滾珠上滾動,滾珠又沿著軸承外圈的滾道滾動,這樣一來,把滑動摩擦都變成了滾動摩擦,阻力大大減小了所以車子也變得輕便省力了。
河流中為什麼有的地方會出現旋渦
你到橋邊去玩過嗎?當流得很急的河水,被橋樁擋住以後,它不能前進了,隻能退回來,但是後麵接著流來的水流,卻仍然往前衝,帶著它前進。這樣,它進不得,退不了,就隻好在橋樁附近打起轉來,於是在這裏出現了旋渦。在河流當中冒出水麵的木樁和大石塊的附近,也會出現旋渦。因為水流被這些障礙物擋住以後,它隻好繞過障礙物流過去,但當它繞到障礙物的背後時,由於這裏河水的流動緩慢,影響到水流的暢通,於是它就衝擊這些妨礙它暢流的河水,使它們產生旋轉。在河流急轉彎的地方,也容易出現旋渦。由於水流要繼續沿著直線流動,因此在靠近彎道內側的水流就“脫離”了河岸要筆直跑。可是外側一邊的河岸卻強迫水流彎過來;當內側的水流受到外側的壓力,被擠回的時候,一部分水流回來填補脫水的地方,這樣也就形成了旋渦。隻要你注意一下,就可以看出,河流裏麵出現旋渦,都是在水流的速度和方向突然變化的地方。當空氣急速地前進的時候,碰上了屋角、牆邊,也會打起轉來,形成旋風。這跟河流中出現旋渦的道理是相同的。
輪船為什麼總是逆水靠岸
自行車有刹車,汽車和火車也有刹車,可是你知道輪船有“刹車”嗎?如果你乘輪船,就會發現一個很有趣的現象:每當輪船要靠岸的時候,總是要把船頭頂著流水,慢慢地向碼頭斜渡,然後再平穩地靠岸。江水越急,這現象越明顯。你可以注意一下:在長江或其他大河裏順流而下的船隻,當它們到岸時,卻不立刻靠岸,都要繞一個大圈子,使船逆著水流方向行駛以後,才慢慢地靠岸。這裏有個簡單的算術題,你不妨做一做:假若水流的速度每小時是3公裏,船要靠岸時,發動機已經停了,它的速度是每小時4公裏,這時候要是順水,這隻船每小時走幾公裏?要是逆水呢?你也許脫口就可以把上麵的題目答出來,那就是:順流時,每小時船行7公裏;逆流時,每小時船行1公裏。既然目的是要使船停下來,究竟是7公裏那麼快容易停下來,還是1公裏那麼慢容易停呢?當然是越慢越容易停靠。這樣看來,使輪船逆水靠近碼頭,就可以利用水流對船身的阻力,而起一部分“刹車”作用;另外,輪船還裝有“刹車”的設備和動力,例如:當輪船靠碼頭或運行途中發生緊急情況,急需要停止前進時,就可以拋錨,同時輪船的主機還可以利用開倒車來起“刹車”作用。
為什麼很重的大輪船能浮在水麵上
現代的大輪船都是用鋼造成的,鋼比水重7倍多;船裏所載的貨物如糧食、機器、建築器材等也都比水重得多,為什麼船載了這麼重的東西還能漂浮在水上呢?要說明這個問題,我們可以做個試驗:把一張薄鐵皮放在水裏,它立刻就沉下去了;如果把這張鐵皮做成一個盒子,重量沒有改變,它卻能漂浮在水上;不僅如此,在盒子裏再裝一些東西,盒子也僅僅下沉一些,仍能漂浮在水麵上。這是因為盒子的底麵上要受到水的壓力,這種壓力就是豎直向上的浮力,隻要浮力大於鐵皮的重量,就托住了鐵盒使它不會下沉。當然鐵盒的四周同時也受到水的壓力,不過它前後兩麵所受的壓力大小相等,方向相反,相互抵消了;左右兩麵的壓力也同樣相互抵消了。浮力是隨著水的深度而增加,隨著物體浸沒在水裏部分的體積增大而增大的。因為鐵盒子的體積比鐵皮大得多,排開水的重量也大得多,所得的浮力也大多了,所以盒子裏裝了東西還能浮在水麵上。大輪船能浮在水上的道理也是一樣的。物體浮沉的定律,是2000多年前希臘的學者阿基米德發現的,他準確地說:“作用於水中物體上的浮力的大小等於物體所排開水的重量。”船愈大,吃水愈深,就意味著船所排開水的重量愈大,船所得的浮力也愈大,當然也就可以裝載更多的東西。前些年我國廣大農村出現了許多用鋼絲網和水泥建造的小農船。這些船看來很笨重,好像運載不了多少東西。其實這種船裝了不少河泥,船艙積滿了水,也仍然漂浮在水上。它為什麼會有這樣大的浮力呢?原來這種船的兩端各有一個封閉的空艙,給船提供了足夠的浮力。
自來水筆為什麼能夠自動出水
當你用自來水筆寫字的時候,紙上立刻就現出字跡。你可曾想過:為什麼你寫字的時候,自來水筆裏的墨水會源源不絕地跑出來;你不寫的時候,它就不出來呢?我們來做個實驗:拿一根細玻璃管插入盛有水的玻璃杯裏,水就很快地從細玻璃管中往上升,而且管子裏的水麵比玻璃杯內的水麵還要高。這個現象叫做毛細現象。自來水筆就是應用毛細原理加以設計的。它依靠筆身上一係列毛細槽和筆尖上的細縫,把筆膽裏的墨水輸送到筆尖。書寫的時候,筆尖一碰到紙張,墨水就附著在紙上,因而紙上留下了明顯的字跡。不寫字的時候,自來水筆裏的水為什麼不流出來呢?讓我們再做個實驗來說明這個問題:用一塊硬紙片蓋在裝滿水的玻璃杯上,按住紙片,並迅速地將玻璃杯和紙片倒轉向下,再放開按住紙片的手,隻見滿滿一杯水仍留在玻璃杯裏不流出來。難道一杯水的重量推不動一張紙嗎?不是的。這是由於大氣壓強作用在硬紙片上,把水的重量抵住了。不寫字的時候,自來水筆裏的墨水不流出來的道理也是一樣的,因為筆膽外麵的大氣壓強比筆膽裏的壓強大,所以能夠暫時把墨水抵住。有些老式的自來水筆,在你正寫著字的時候,往往會突然漏出一大滴墨水染汙了紙張。你注意過沒有,這種不愉快的事大都發生在冬天,而且是筆膽裏的墨水較少的時候,這是什麼原因呢?因為冬天人的體溫比筆膽裏的溫度高,人的體溫通過手傳到筆膽內,筆膽裏的空氣一受熱就發生膨脹。當筆膽裏的墨水較少時,筆膽裏的空氣就較多,空氣越多,受熱後膨脹得越厲害,把膽內的墨水擠出來也越多,老式筆舌上的幾條毛細槽,不能把從筆膽裏擠出來的墨水全部儲蓄起來,於是產生了漏水現象。一般比較新式的自來水筆,在筆舌上都有較多的蓄水毛細槽或儲水器,能夠把多餘的墨水全部儲蓄起來,所以不會漏水。