以前,能夠飛行是人類的夢想;現(xiàn)在,人類已經(jīng)能夠利用各種飛行器自由的翱翔。不同的飛行方式,蘊(yùn)涵的物理知識不同,今天舉幾個常見的飛行裝置,聊聊飛行中的物理知識。 1.飛機(jī)。這里所說的飛機(jī)是指固定翼飛機(jī),是由固定翼產(chǎn)生升力,由推進(jìn)裝置產(chǎn)生推(拉)力,在大氣層中飛行的重于空氣的航空器。 飛機(jī)的機(jī)翼橫截面一般前端圓鈍、后端尖銳,上表面拱起、下表面較平。空氣通過機(jī)翼上表面時流速大,壓強(qiáng)小;通過下表面時流速小,壓強(qiáng)大,因而此時飛機(jī)會有一個向上的合力,即向上的升力,飛機(jī)飛行速度越快,所產(chǎn)生的升力就越大。 2. 直升飛機(jī)。 直升機(jī)飛行原理與飛機(jī)不同,它是靠頭上的槳葉(螺旋槳)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。 直升機(jī)頭上窄長的大刀式的旋翼,主要作用是通過高速的旋轉(zhuǎn)對大氣施加向下的巨大的力,然后利用大氣的反作用力(相當(dāng)于直升飛機(jī)受到大氣向上的力)使直升機(jī)上升。 當(dāng)大氣的反作用力與直升機(jī)所受的重力平衡時,直升機(jī)就可以懸停在空中。 3. 飛艇。 飛艇是利用密度比空氣小的氣體充入艇身,相同體積的輕質(zhì)氣體排開體積較重的空氣。根據(jù)阿基米德原理,飛艇排開空氣的重力等于浮力。浮力大于重力,就會上升。因此,只要調(diào)節(jié)飛艇中氣體的密度就可以改變自身的重力,實(shí)現(xiàn)上浮、下降、懸停等。 飛艇的行駛是依靠螺旋槳的拉力或推力,靠方向舵掌握前進(jìn)方向。 4. 火箭。 火箭原理非常簡單,早在17世紀(jì),牛頓就很清晰地進(jìn)行了描述:如果以一定速度向后拋出一定質(zhì)量,就會受到一個反作用力的推動,向前加速。 火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火以后,推進(jìn)劑(液體的或固體的燃料和氧化劑)在發(fā)動機(jī)燃燒室里燃燒,產(chǎn)生大量高壓氣體;高壓氣體從發(fā)動機(jī)噴管高速噴出,對火箭產(chǎn)生的反作用力,使火箭沿氣體噴射的反方向前進(jìn)。 5. 降落傘 降落傘的原理是運(yùn)動物體受到的空氣阻力隨速度增大而增大;物體迎風(fēng)面積越大,阻力越大。 降落傘通常有一個面積很大的傘蓋,可以產(chǎn)生很大的空氣阻力。下落的人或物體通過繩索與傘蓋相連,降落時減少人或物品下降的速度,減輕下墜的沖擊力,讓人或物體安全著陸。 各種不同的飛行裝置都有其遵循的基本原理。很多原理都可以用初中物理知識解決,學(xué)好物理并不難,分析現(xiàn)象,發(fā)掘內(nèi)涵是學(xué)習(xí)物理的重要方法。 |