浅谈圆周运动在生活中的应用
圆周运动在生活中是很常见的,它的应用也很十分广泛首先,根据几何学,周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都大,相同数量的材料要做成容积最大的东西,就是做成圆柱形。自来水管、煤气管、下水道井盖等,就是这一原理的应用。
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应用1. 圆周上的每个点到圆心的距离是一样的,这个原理被用到汽车轮胎上,使得汽车能够平稳行驶。
应用2. 从力学角度讲,圆形四周受力是一样的。蒙古包就是应用这个原理,蒙古包的顶是天穹式,呈圆形,木架外边用白羊毛毡覆盖,因为他是圆形,立在草原上,大风雪阻力小 ,地震也不容易变形 。
应用3. 汽车过拱形桥:也可看作圆周运动,桥对车的支持力为 ,又因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力,大小相等,所以压力大小也相等。汽车过凹形桥:也可看作圆周运动,桥对车的支持力为,因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力,所以压力大小也相等。
应用4. 航天器中的失重现象:有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力,这是错误的。正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其他的乘员有可能做环绕地球的圆周运动。这里的分析仅仅针对圆轨道而言。其实任何关闭了发动机,又不受阻力的飞行器的内部,都是一个完全失重的环境。例如向空中任何方向抛出的容器,其中的所有物体都处于失重状态。
应用5. 游乐场的摩天轮的离心运动:做圆周运动的物体,由于惯性,总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去,这是因为向心力在“拉着”它,使它与圆心的距离保持不变。一旦受力突然消失,物体就沿切线方向飞去。除了向心力突然消失这种情况,在合力不足以提供所需的向心力时,物体虽然不会沿切线飞去,也会逐渐远离圆心,称为离心运动。