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物理的趣味小知識

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物理的趣味小知識,相信很多家長都會發現自己的孩子對各種各樣的東西都非常的感興趣,那麼如果是對物理感興趣的孩子的話,一定要跟他們說說物理的趣味小知識哦,那麼接下來讓我們一起來看看吧。

物理的趣味小知識1

物理的趣味小知識

(一)挑重擔的人走路爲什麼像小跑步

人在步行的時候,是左右腳交替着向前的,如果說得正確些,人的步行可以認爲是一個接替一個跌倒動作、人在站立不動的時候,從人體重心引下的垂直線,總是在兩腳形成的面積裏,這叫做處於站立時的平衡狀態。

人在起步向前的時候,總是身體先向前傾,使從人體重心引下的垂直線越出底面,形成向前傾跌的趨勢,接着立刻把後腳跨向前來維持新的平衡、

所以我們說,一步一步地向前走,就是作一次一次的向前傾跌、這種傾跌趨勢,跟人體的重量和跨出步子的大小是有關的、向前傾跌的趨勢越厲害,邁出的那隻腳,在着地時與地面衝擊得越重,這樣不但人要感到吃力,步子也不容易跨穩、挑着重擔走路,等於人體的重量突然增加了許多,向前移步時的傾跌趨勢就很厲害、縮小跨出的步子,可以適當減小這種傾倒趨勢;迅速邁出後腳,可以防止真的跌倒、因此挑重擔的人,走路的步子總是又小又急,這就成了小跑步了、還有,挑重擔時步子短促,可以使速度均勻,這樣擔子也可以勻速地跟着人向前移動、如果步子又大又慢,擔子就產生擺而不好挑。

(二)車中的光學知識

1、汽車駕駛室外面的觀後鏡是一個凸鏡利用凸鏡對光線的發散作用和成正立、縮小、虛像的特點,使看到的實物小,觀察範圍更大,而保證行車安全。

2、 汽車頭燈裏的反射鏡是一個凹鏡它是利用凹鏡能把放在其焦點上的光源發出的光反射成爲平行光射出的性質做成的、

3、 汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩汽車頭燈由燈泡、反射鏡和燈前玻璃罩組成、根據透鏡和棱鏡的知識,汽車頭燈玻璃罩相當於一個透鏡和棱鏡的組合體、在夜晚行車時,司機不僅要看清前方路面的情況,還要還要看清路邊持人、路標、岔路口等、透鏡和棱鏡對光線有折射作用,所以燈罩通過折射,根據實際需要將光分散到需要的方向上,使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物,同時這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射,以便照明路標和里程碑,從而確保行車安全。

4、轎車上裝有茶色玻璃後,行人很難看清車中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光,還會吸收一部分光,這樣透進車內的光線較弱、要看清乘客的面孔,必須要從面孔反射足夠強的光透射到玻璃外面、由於車內光線較弱,沒有足夠的光透射出來,所以很難看清乘客的面孔、

5、 除大型客車外,絕大多數汽車的前窗都是傾斜的當汽車的前窗玻璃傾斜時,車內乘客經玻璃反射成的像在國的前上方,而路上的行人是不可能出現在上方的空中的,這樣就將車內乘客的像與路上行人分離開來,司機就不會出現錯覺、大型客車較大,前窗離地面要比小汽車高得多,即使前窗豎直裝,像是與窗同高的,而路上的行人不可能出現在這個高度,所以司機也不會將乘客在窗外的像與路上的行人相混淆。

(三)輪胎的花紋

你一定注意到汽車、自行車等橡膠輪胎上都有凸凹不平的花紋、加這些花紋,目的是增加輪子與地面間的摩擦力,防止輪子在地面打滑、

早在1892年前後,人們製造車輪時就開始在輪胎上加花紋了,當時的花紋都很簡單,隨着車輛速度、載重量的提高,路面的改進,輪胎花紋也在不斷變化 ,以適應新的要求、現在的輪胎花紋大致分爲通用、高越野性和聯合式花紋三大類、而它們的幾何形狀有縱向直線、橫向直線、斜線、塊形和混合式等五種,各種花紋適合不同的行駛情況。

例如,公共汽車輪胎上常見的是縱向直線型和鋸齒型花紋,適合在硬性路面上行駛,可以消除噪聲,也稱無聲花紋、車輛在荒野及鬆軟土地上行駛,適宜使用高越野花紋,它塊大、溝深,行駛時不容易陷在溝裏,卻很能"啃泥",使輪子不打滑,拖拉機、起重機常在較疏鬆的泥地行駛,特別適合選用這類花紋的輪胎、聯合式花紋輪胎適應性強,既能在硬性路面上行駛又可在鬆軟路面上行駛,甚至可以在冰雪路面上行駛,因此使用最爲廣泛。

(四)其他

1、鋼琴絃問題

鋼琴的發聲原理,在敲擊琴鍵時,會有小錘打在後面的琴絃上,弦上產生駐波,發出聲音、如果敲擊位置在琴絃整數分之一長度處,那麼音色會很難聽,比如擊打琴絃長度1/n處,那麼N次諧波振動會消失、所以通常小錘打在琴絃1/7-1/8長度處、

此外、爲什麼鋼琴比琵琶顯得音色豐富、求解波動方程,把鋼琴的“擊錘”和二胡的“撥絃”作爲偏微分方程邊界條件,就可以算出來,鋼琴的高次音頻是平方衰減,而琵琶是四次方衰減。

2、爲什麼鴕鳥不會飛、

很多人以爲鴕鳥如果翅膀成比例增大,就會飛了、其實不然、這是由於會飛需要的升力,並不是與物體大小成正比例關係、由此也可以說明爲什麼大型鳥類上升都需要上升氣流,或者滑翔俯衝,而小鳥一飛就行。

同理,假設人像老鼠那麼大,那麼從相對於那個小人的好幾層樓的高度跳下來,也不會受傷、所以不必佩服老鼠什麼的,如果人體積變小,一樣會的、這是由於單位面積提供的支持力並不同。

由此,這是物理的最基本概念之一,就是幾何相似,未必物理相似。

3、眼鏡小實驗、

戴上眼鏡,對着一個物體看,固定眼睛和物體的`距離,就是頭不要移動。

慢慢摘下眼鏡,再透過鏡片看物體,然後挪動眼鏡,逐漸遠離自己,你會發現:

鏡片裏的物體的像,先變小後變大、像最小的時候,距離恰好是你眼睛到物體的距離的中點。

物理的趣味小知識2

GPS —— 廣義相對論應用於技術的經典案例

物理的趣味小知識 第2張

大多數人會覺得,愛因斯坦相對論主要應用於高速狀態、微觀世界和宇觀世界,離我們的日常生活似乎很遙遠。其實不然,它也有貼近我們生活的一面,其中一個著名的例子就是全球定位系統(GPS)。

GPS 的誤差來源裏有一項是相對論效應的影響,通過修正相對論效應可以得到更準確的定位結果。

愛因斯坦的時間和空間一體化理論表明,衛星鐘和接收機所處的狀態(運動速度和重力位)不同,會造成衛星鐘和接收機鍾之間的相對誤差。由於 GPS 定位是依靠衛星上面的原子鐘提供的精確時間來實現的,而導航定位的精度取決於原子鐘的準確度,所以要提供精確的衛星定位服務就需要考慮相對論效應。

狹義相對論認爲高速移動物體的時間流逝得比靜止的要慢。每個 GPS 衛星時速爲 1.4 萬千米,根據狹義相對論,它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢 7 微秒。

另一方面,廣義相對論認爲引力對時間施加的影響更大,GPS 衛星位於距離地面大約 2 萬千米的太空中,由於 GPS 衛星的原子鐘比在地球表面的原子鐘重力位高,星載時鐘每天要快 45 微秒。兩者綜合的結果是,星載時鐘每天大約比地面鐘快 38 微秒。

這個時差看似微不足道,但如果我們考慮到 GPS 系統要求納秒級的時間精度,這個誤差就非常可觀了。38 微秒等於 38000 納秒,如果不加以校正的話,GPS 系統每天將累積大約 10 千米的定位誤差,這會大大影響人們的正常使用。因此,爲了得到準確的 GPS 數據,將星載時鐘每天撥回 38 微秒的修正項必須計算在內。

爲此,在 GPS 衛星發射前,要先把其時鐘的走動頻率調慢。此外,GPS 衛星的運行軌道並非完美的圓形,有的時候離地心近,有的時候離地心遠,考慮到重力位的波動,GPS 導航儀在定位時還必須根據相對論進行計算,糾正這一誤差。

一般說來,GPS 接受器準確度在 30 米之內就意味着它已經利用了相對論效應。

由於廣域增強系統依賴從地面基站發出的額外信號,以地面時間爲基準,與衛星鐘時間無關。因此配備了這種系統的 GPS 接收器,就不存在相對論效應了。

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