滑雪和滑冰
你知道滑雪運(yùn)動(dòng)員為什么一定要用滑雪板滑雪嗎?道理很簡(jiǎn)單,雪是十分松軟的,人對(duì)地面的壓強(qiáng)較大,踩在雪地里,一步就是一個(gè)坑,行走很困難。一個(gè)質(zhì)量為50kg的人,行走時(shí)地面上每平方厘米受到的壓力約是2.75N,由于雪承受不了這么大的壓強(qiáng),所以腳會(huì)陷進(jìn)雪地里,在人對(duì)地面的壓力不變的情況下,若要減小人對(duì)雪地的壓強(qiáng),只有增大人與地面的接觸面積。用滑雪板就是為了達(dá)到這個(gè)目的。一塊滑雪板長(zhǎng)175cm,寬10cm,一個(gè)質(zhì)量為50kg的人穿上它,每平方厘米受到的壓力約為0.13N。雪能夠承受這一壓強(qiáng),所以運(yùn)動(dòng)員就可以在雪地上自由滑行了。
滑冰為什么要穿冰鞋呢?冰鞋上的冰刀的刃口很窄,普通冰刀的刀刃只有2mm寬,花樣冰刀的刀刃也不過(guò)4mm寬,刀的前面呈彎月形,中央凹進(jìn)一些。因此,冰刀與冰面的接觸面積非常小。人對(duì)地面的壓力是一定的,穿上冰鞋,冰面的受力面積減小了,它受到的壓強(qiáng)會(huì)大大地增大,一個(gè)質(zhì)量為50kg的人穿上冰鞋,他對(duì)冰面的壓強(qiáng)高達(dá)幾百乃至上千個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。這有什么好處呢?冰的熔化有一個(gè)特點(diǎn):當(dāng)它受到的壓強(qiáng)增大時(shí),熔點(diǎn)將會(huì)降低,一般每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,冰的熔點(diǎn)大約降低0.0075℃。這樣使零度以下的冰在冰刀的作用下熔化成水。冰刀下面薄薄的一層水可以起到潤(rùn)滑作用,它減小了冰刀與冰面之間的摩擦,使人們能在冰面上飛馳如箭,或者表演許多優(yōu)美的動(dòng)作。
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年前后,人們制造車輪時(shí)就開(kāi)始在輪胎上加花紋了,當(dāng)時(shí)的花紋都很簡(jiǎn)單,隨著車輛速度、載重量的提高,路面的改進(jìn),輪胎花紋也在不斷變化,以適應(yīng)新的要求。
現(xiàn)在的輪胎花紋大致分為通用、高越野性和聯(lián)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(jiàn)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(wú)聲花紋。車輛在荒野性及松軟土地上行駛,適宜使用高越野花紋,它塊大、溝深,行駛時(shí)不容易陷在溝里,卻很能“啃泥”,使輪子不打滑,拖拉機(jī)、起重機(jī)常在較疏松的泥地行駛,特別適合選用這類花紋的輪胎。聯(lián)合式花紋輪胎適應(yīng)性強(qiáng),既能在硬性路面上行駛又可在松軟路面上行駛,甚至可以在冰雪路面上行駛,因此使用最為廣泛。
挑重?fù)?dān)的人走路像小跑步
人在步行的時(shí)候,是左右腳交替著向前的,如果說(shuō)得正確些,人的步行可以認(rèn)為是一個(gè)接替一個(gè)跌倒動(dòng)作。人在站立不動(dòng)的時(shí)候,從人體重心引下的垂直線,總是在兩腳形成的面積里,這叫做處于站立時(shí)的平衡狀態(tài)。人在起步向前的時(shí)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(shì),接著立刻把后腳跨向前來(lái)維持新的平衡。所以我們說(shuō),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(shì),跟人體的重量和跨出步子的大小是有關(guān)的。向前傾跌的趨勢(shì)越厲害,邁出的那只腳,在著地時(shí)與地面沖擊得越重,這樣不但人要感到吃力,步子也不容易跨穩(wěn)。
挑著重?fù)?dān)走路,等于人體的重量突然增加了許多,向前移步時(shí)的傾跌趨勢(shì)就很厲害。縮小跨出的步子,可以適當(dāng)減小這種傾倒趨勢(shì);迅速邁出后腳,可以防止真的跌倒。因此挑重?fù)?dān)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?fù)?dān)時(shí)步子短促,可以使速度均勻,這樣擔(dān)子也可以勻速地跟著人向前移動(dòng)。如果步子又大又慢,擔(dān)子就產(chǎn)生擺動(dòng)而不好挑了。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2005年6期