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搞飛機學物理

搞飛機學物理. 運動與力 牛頓運動定律與轉動 熱與流體 波動與電磁. 火車頭為什麼要這麼重？. 火車的車輪與鐵軌都是鋼鐵製造的，十分堅固且光滑；火車頭的驅動車輪要 拉動 多節沈重的車廂，如果發生打滑的話，就會影響到火車頭的驅動力。 據說，火車發明之初曾發生過火車頭車體太輕，驅動力太大時，車輪出現打 滑現象 ，由摩擦力公式得知：「 只要增加 正向力 就可以增加 最大靜摩擦力 ，只要驅動 力小於最大靜摩擦力，車輪就不會發生打滑了 」 。. 增加車輪的抓地力. 火車頭為什麼要這麼重？. 後輪推動車子前進. 為什麼後輪驅動的車子加速比較好 ？

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Presentation Transcript

  1. 搞飛機學物理 運動與力 牛頓運動定律與轉動 熱與流體 波動與電磁

  2. 火車頭為什麼要這麼重？ • 火車的車輪與鐵軌都是鋼鐵製造的，十分堅固且光滑；火車頭的驅動車輪要拉動多節沈重的車廂，如果發生打滑的話，就會影響到火車頭的驅動力。 據說，火車發明之初曾發生過火車頭車體太輕，驅動力太大時，車輪出現打滑現象，由摩擦力公式得知：「只要增加正向力就可以增加最大靜摩擦力，只要驅動力小於最大靜摩擦力，車輪就不會發生打滑了」。

  3. 增加車輪的抓地力

  4. 火車頭為什麼要這麼重？

  5. 後輪推動車子前進 為什麼後輪驅動的車子加速比較好？ 為什麼後輪驅動的車子爬坡比較好？

  6. 為什麼後輪驅動的車子加速比較好？ • 現代小轎車的設計絕大多數是將引擎裝設在車頭部位，而且引擎是驅動前輪行駛。但是在載重量很大的卡車、公車與豪華高級雙B轎車和構造簡單的腳踏車反而都是採取後輪來驅動，那後輪驅動的車子到底有什麼優點？

  7. 為什麼後輪驅動的車子加速比較好？

  8. 後輪驅動車優點有很多，其一就是起步加速能力好。在加速的狀況下，會提高後輪的正向力，所以用後輪驅動是比較有利的。後輪驅動車優點有很多，其一就是起步加速能力好。在加速的狀況下，會提高後輪的正向力，所以用後輪驅動是比較有利的。 在緊急煞車的時後使前車輪所受正向力變大，最大靜摩擦力提高，所以前輪煞車會比後輪煞車更為有效。但是前輪緊急煞車對於車體重心比較高的腳踏車是非常危險的，很容易向前整個車子翻過去摔倒。或者是在緊急轉彎的時候，前輪煞車會讓後輪打滑是十分可怕。

  9. 為什麼後輪驅動的車子爬坡比較好？ 後輪驅動的車子的另一個優點是爬坡力強。「在車子爬坡時，重心會落在後輪附近，使前輪正向力降低並增加後輪的正向力」；也就是說爬坡時，用前輪驅動可能會發生打滑現象，而後輪驅動正向力變大，則提高了最大靜摩擦力，比較不容易發生驅動輪打滑無法爬坡的問題。

  10. 前輪拉動車輛行駛 為什麼前置引擎前輪驅動的車子轉彎比較安定？ 後輪驅動車輛的缺點 引擎為什麼多放置在車頭？

  11. 前輪驅動的車子，可以想像是在超市手拉購物車前進，人轉彎購物車跟著轉向；如同用繩子吊花瓶無論如何晃都十分穩定，這就是穩定平衡。但是後輪驅動的狀況當作是手推購物車，轉彎時前輪如果卡到，再用力一推可能整台車會翻覆；這就像用手心頂著花瓶，一不小心手偏了，花瓶就會倒下，則為不穩定平衡。前輪驅動的車子，可以想像是在超市手拉購物車前進，人轉彎購物車跟著轉向；如同用繩子吊花瓶無論如何晃都十分穩定，這就是穩定平衡。但是後輪驅動的狀況當作是手推購物車，轉彎時前輪如果卡到，再用力一推可能整台車會翻覆；這就像用手心頂著花瓶，一不小心手偏了，花瓶就會倒下，則為不穩定平衡。

  12. 後輪驅動車輛的缺點

  13. 引擎為什麼多放置在車頭？

  14. 鞋底摩擦力乾坤 • 足部的結構相當複雜，它由26塊骨骼、108條韌帶和32條肌肉所組成，含有57個可動或微動關節，這些組織必須相互協調才能提供足部所需的穩定性與活動度，使足部得以承受全身的負荷，並做出人體所需要的動作。一雙適合的運動鞋可以保護足部，並具備吸收衝擊力、散熱、排汗、防滑等特點，更能提升運動的表現。

  15. 籃球鞋著重瞬間爆發力與跑跳時的彈性 • 慢跑鞋因為穿著時間長，則需要輕巧但後跟具有吸震力 • 網球和桌球鞋都是在平地上快速移動，因此鞋底必須加摩擦力 • 韻律舞伸展空間較大，高筒設計才能保護到腳踝 • 高爾夫球鞋為了注重在草地上行走的安全度，也需要特殊設計的釘鞋鞋底 • 溯溪鞋要使用不織布底潛水布質料，既有阻滑效果又可收保暖之實。

  16. 可見不同用途的鞋子，設計的重點各有不同，但防滑則是共同的要求，而摩擦係數決定於兩個接觸面的特性，所以鞋底的設計又會因地面的不同而異。 鞋底紋路的設計，對於乾燥的接觸面及有水濕潤的接觸面，都極為重要。雖然摩擦力與接觸面積大小無直接關係，但在有水的地面，排水的底紋設計會大大影響鞋底的止滑效果。另外，鞋底紋路在施力時造成的形變，也可改變鞋底與接觸面的摩擦係數，相對可有效提高鞋底的止滑效果。

  17. 籃球鞋 • 籃球鞋的選擇又依照在籃球運動中的角色而不同，如跑得快的後衛就不適合大氣墊的重鞋，而中（前）鋒則需對跳躍的反作用力作反衝而需要大氣墊鞋，鞋底紋路細而淺，以同時具備支撐力與可彎曲性！

  18. 慢跑鞋 • 由於跑步乃一個勇往直前的長距離直線運動，在設計上以輕和透氣為要點，著重前後方向的支撐力，鞋底紋路適中，以適應各種路面。

  19. 羽毛球鞋 • 鞋面為尼龍面提供更好的透氣性能，加寬鞋面對橫 向移動的腳踝提供額外保護，包頭緩衝設計保護急停時的腳趾，前掌部位使用高密度材料更爲耐磨，且羽球鞋的鞋底紋路細小而淺，以易於彎曲並適應平整的地板。

  20. 登山鞋 • 登山鞋用在崎嶇不平的路面，需要較厚且略硬的鞋底支撐，且使用粗而深的鞋底紋路以增加對石子路面的抓地力。

  21. 直升機的奧祕 • 旋翼－旋轉的機翼 • 直升機的運動 • 直升機主螺旋槳及尾旋翼－作用力與反作用力 • 如果直升機的引擎故障會不會立即摔到地面？

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