[生活物理]飛機不跑不能飛?6個物理百科冷知識

[生活物理]飛機不跑不能飛?6個物理百科冷知識

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【交通篇】
 
 
為什麼飛機在起飛前必須助跑?

飛機的機翼與鳥類類似,呈現上半部凸起的形狀,所以當飛機在跑道上助跑時,經過機翼上的空氣路徑較長,速度較快,壓力降低(白努利定律)。

相對的,此時機翼下方的壓力較大,而這個壓力差便能夠提供飛機上升的力量。另外,飛機無法在空中停留,也是因為需要一直運動來保持這股壓力。
 
 
那為什麼直升機不必助跑?

直升機是利用旋翼轉動時對空氣產生向下的作用力,而空氣會給予旋翼同等大小的反作用力,大於機體的重量時就能直接起飛。

而將旋翼轉動的力調整至與機體重量相等時,直升機就可以在空中停留。

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氣球能升起是依靠空氣的浮力嗎?為什麼我們平時感覺不到?

物體在水中會承受水的浮力,其大小等於物體排開的水的重量,而空氣也會有浮力,大小等於物體排開的空氣的重量,不過只有水的1/775,再加上人的密度又比空氣大,所以幾乎不會有感覺。

氣球的升空則是依靠密度比空氣小的氣體,將氫氣或氦氣打入氣球中,其所受浮力就會大於本身的重量,然後再升到空中。

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為什麼火車軌道在彎道處是傾斜的?

當我們騎自行車轉彎時,人和車體需要向一邊傾斜,這時重力和地面支撐力的合力(向心力)會指向圓心,使得車子能夠作圓周運動。

而因為火車無法自行傾斜,所以會在過彎處將外軌鋪得高於內軌,來提供火車向心力作出圓周運動。

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為什麼盤山的公路要繞那麼多圈?不能直接造一個斜坡嗎?

根據物理公式,在利用斜面搬運時,要將物體舉起所用的力,就等於「(斜面高度/斜面長度)*舉起的重量」。

所以,在車輛重量及山的高度不變的情形,公路(斜面)的長度越長,車輛爬坡所需的力就越小,而盤繞而上的方式,才能夠造出一個比單一道路更長的斜面長度。

更簡單地說,斜面高度與長度的比值稱為坡度,而坡度越小對車輛就越省力。

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為什麼拱橋的中段可以那麼細?

拱橋橋孔頂部的石頭是呈現楔形,當橋上重量壓在上面時,它會將重量分散到相鄰的石塊,然後相鄰的石塊再繼續將力分散出去,直到地基。

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看完上文,來個小測驗吧!



 
 
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