關於自行車的物理問題

2021-09-11 09:45:59 字數 3298 閱讀 7668

1樓:

自行車上的物理學知識

自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中,其基本部件缺一不可。其中,車架是自行車的骨架,它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統:

1、導向系統:由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向並保持車身平衡。

2、驅動(傳動或行走)系統:由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄,鏈輪、鏈條、飛輪、後軸等部件傳動的,從而使自行車不斷前進。

3、制動系統:它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘,使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。

此外,為了安全和美觀,以及從實用出發,還裝配了車燈,支架等部件。

下面來具體介紹一些與力學知識有關的自行車部件:

1、車架部件是構成自行車的基本結構體,也是自行車的骨架和主體,其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。

車架部件的結構形式有很多,但總體可以分為兩大類:即男式車架和女式車架。

車架一般採用普通碳素銅管經過焊接、組合而成。為了減輕管重量,提高強度,較高檔的自行車採用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力,有的自行車還採用流線型的鋼管。

由於自行車是依靠人體自身的驅動力和騎車技能而行駛的,車架便成為承受自行車在行駛中所產生的衝擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結構體,車架部件製造精度的優劣,將直接影響乘騎的安全、平穩、和輕快。一般輻條是等徑的,為了減輕重力,也有製成兩端大、中間小的變徑輻條,還有為了減少空氣阻力將輻條製成扁流線型

2、外胎:分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬,能全部裹住內胎,著地面積比較大,能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕,著地面積小適宜在平坦的道路上行駛,具有阻力小,行駛輕快等優點。

外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車的外胎寬度特別寬,花紋較深也是適應越野山地用。

3、腳蹬部件:腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上,是一個將平動力轉化為轉動力的裝置,自行車騎行時,腳踏力首先傳遞給腳蹬部件,,然後由腳蹬軸轉動曲柄,中軸,鏈條飛輪,使後輪轉動,從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結構和規格是否合適,將直接影響騎車人的放腳位置是否合適,自行車的驅動能否順利進行。

腳踏:可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什麼款式的腳踏都必須有腳踏面,必須安全可靠,具有一定的防滑效能,可以選用橡膠、塑料或金屬材料製造。腳踏必須轉動靈活。

4、前叉部件:前叉部件在自行車結構中處於前方部位,它的上端與車把部件相連,車架部件與前管配合,下端與前軸部件配合,組成自行車的導向系統。

轉動車把和前叉,可以使前輪改變方向,起到了自行車的導向作用。此外,還可以起到控制自行車行駛的作用。

前叉部件的受力情況屬懸臂樑性質,故前叉部件必須具有足夠的強度等性質。

5、鏈條:鏈條又稱車鏈、滾子鏈,安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和後輪上,帶動自行車前進。

鏈輪:用高強度鋼材製成,保證其達到需要的拉力。

6、飛輪:飛輪以內螺紋旋擰固定在後軸的右端,與鏈輪保持同一平面,並通過鏈條與鏈輪相連線,構成自行車的驅動系統。從結構上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。

單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪,主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。

其單級飛輪工作原理:當向前踏動腳踏是,鏈條帶動飛輪向前轉動,這時飛輪內齒和千斤相含,飛輪的轉動力通過千斤傳到芯子,芯子帶動後軸和後輪轉動,自行車就前進了。

當停止踏動腳踏板時,鏈條和外套都不旋轉,但後輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉動,這時飛輪內齒產生相對滑動,由此將芯子壓縮到芯子的槽口內,千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內齒頂端時,千斤簧被壓縮得最多,再稍微向前滑一點,千斤被千斤簧彈到齒根上,發出“嗒嗒”的聲響。芯子轉動加快,千斤也很快在各個飛輪內齒上滑動,發出“嗒嗒”的聲音。

當反向踏動腳踏時,外套反向轉動,會加速千斤的滑動,使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。

多級飛輪是在單級飛輪的基礎上,增加幾片飛輪片,與中軸上的鏈輪結合,組成各種不同的傳遞比,從而改變了自行車的速度

2樓:

一、力的方面:

1、車把是一個簡單機械:輪軸(變形的槓桿),省力裝置;

2、車鏈條與兩個齒輪組成傳動裝置,能夠將腳的蹬力傳到後輪上,使後輪轉動,使車前進;

3、後輪是主動輪,它因為轉動而向後摩擦地面,所以受到了地面對它的向前的摩擦力;

4、前輪是被動輪,因為向前摩擦地面,受到地面對它的向後的摩擦力,所以轉動起來;

5、三角形的車架增強了車的整體堅固性(幾何+物理);

6、腳蹬與前齒輪組成了省力機械--輪軸;

7、後輪的車軸與後輪組成了費力的機械--輪軸;

8、自行車各個車軸裡,都有鋼珠和甘油,得利用滾動摩擦小於滑動摩擦來減小摩擦力,並且使用了潤滑劑。

二、聲的方面:

車鈴由於振動產生聲音,告訴人們小心自行車。

三、光的方面:

好象只有樓主舉的這個例子吧,我暫時沒找到第二個

四、熱的方面:

車把的把手處的鋼管外和車座外都包有橡膠,是利用橡膠是熱的不良導體,來減慢冬天人手和臀部的熱量散失。

五、電的方面:

1、在我小時候,我家的自行車上有前車燈,這個車燈是利用人的動力發電的電源供電的,說明一下簡單的構造:在自行車的後輪邊上有一個小電瓶,電瓶的前端有一個小輪,如果夜間騎車,先將電瓶的小輪與後輪的輪胎接觸,這樣在後輪轉動時,電瓶的小輪也開始轉動,它能夠發出3v的電來,讓前車燈上的小燈泡發光,照亮車前言的路。

後來再也沒見過這樣的簡單裝置了。

2、現在有一些自行車的車鈴是電鈴,騎車人想讓前言的行人注意時,按下電鈴的開關,電鈴就會發出聲音。

自行車同學們都非常熟悉,請就自行車提出兩個相關的物理問題並作出簡要回答,但是不能重複本題所給的示例

3樓:琦戎戎

有關摩擦方面的:

①為什麼輪胎、車把、腳踏板上都刻有花紋?

簡答:通過增加接觸面的粗糙程度,來增大車輪與地面之間、手與車把之間、腳與腳踏板之間的摩擦.

②向自行車的車軸中加潤滑油以及車軸裡面放入滾珠的目的是什麼?

簡答:通過加潤滑油、變滑動摩擦為滾動摩擦來減小摩擦的.有關壓強方面的:

自行車的車座為什麼設計成馬鞍形?

簡答:通過增大臀部與車座的接觸面積,減小壓強.有關簡單機械的:

自行車車閘的把手是一個什麼槓桿?

簡答:省力槓桿.

(答案不唯一)

故答案為:(1)為什麼輪胎、車把、腳踏板上都刻有花紋?

通過增加接觸面的粗糙程度,來增大車輪與地面之間、手與車把之間、腳與腳踏板之間的摩擦.

(2)自行車的車座為什麼設計成馬鞍形?

通過增大臀部與車座的接觸面積,減小壓強.

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