現(xiàn)代生活與物理學(xué)

侯杰

【摘 要】仰觀浩瀚的宇宙，我們會(huì)為它的廣闊無垠所震撼；俯察喧鬧的塵世，我們會(huì)為它的復(fù)雜多變而困惑。在偉大的自然面前，每個(gè)人部會(huì)不由自主地感受到自身的渺小。然而，人之慚愧，就在于擁有可以思考的大腦，能從紛繁蕪雜的自然現(xiàn)象中總結(jié)出客觀規(guī)律，并以此來更好地認(rèn)識自然，改造自然。這些“自然之律”——科學(xué)中的各種定理，乃是人類思想寶庫中最綺麗的瑰寶。

【關(guān)鍵詞】物理；生活；科學(xué)思想；科學(xué)方法；科學(xué)精神

科學(xué)定理，不僅體現(xiàn)了宇宙、自然、科學(xué)之美，而且蘊(yùn)涵著許多科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)精神的精髓。它們的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在改善火類生活、改變世界面貌、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的過程中顯現(xiàn)出巨大的力量。

萬有引力定律與人類遨游太空，愛因斯坦質(zhì)能方程與原子彈爆炸，就是這種力量最生動(dòng)的體現(xiàn)。一代又一代的科學(xué)家們探究科學(xué)定理的過程，不僅包含著艱苦的探索、曲折的歷程和動(dòng)人的故事，還有成功與失敗、歡樂與悲傷，甚至還包括血和淚。其中蘊(yùn)涵的人文精神，堪稱人類文明發(fā)展過程中最寶貴的財(cái)富，作為人類文明的傳承者，我們應(yīng)該了解它們。

物理是一門歷史悠久的自然學(xué)科，不僅對物質(zhì)文明的進(jìn)步和人類對自然界認(rèn)識的深化起了重要的推動(dòng)作用，而且對人類的思維發(fā)展也產(chǎn)生了不可或缺的影響。從亞里士多德時(shí)代的自然哲學(xué)，到牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)，直至現(xiàn)代物理中的相對論和量子力學(xué)等，都是物理學(xué)家科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的有形體現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，物理已滲入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。例如我們每天出行的交通工具，給我們帶來的方便和快捷。

下面我們就從汽車談起，汽車已成為現(xiàn)代生活中最重要的交通運(yùn)輸工具之一，它包含著許許多多的物理知識。

一、力學(xué)方面

1.汽車受到豎直向下的重力作用，其質(zhì)量越大，重力也就越人，并且其底盤質(zhì)量都較人，這樣可以降低汽車的重心，增加汽車行駛時(shí)的穩(wěn)度。汽車受到地面對車的支持力，在水平路面上時(shí)，所受支持力與重力是-x，t平衡力，大小相等，方向相反；同時(shí)汽車對地面有壓力，對地面的壓力和路面的支持力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反。但汽車過拱橋時(shí)因要改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可看作圓周運(yùn)動(dòng)，需向心力），橋面對車的支持力小于重力，車對橋面的壓力也就小于重力，而在過下凹路面時(shí)，則與之相反。

2.汽車的車身設(shè)計(jì)成流線型，可以減小汽車行駛時(shí)受到空氣的阻力。在汽車快速行駛時(shí)，車的尾部會(huì)形成一個(gè)低氣壓區(qū)，尾部塵土飛揚(yáng)，因此汽車后窗玻璃通常都是固定不能打開的。在高速小轎車后面還有類似飛機(jī)一樣的尾翼，可防止高速行駛時(shí)因向上和向下的氣壓差而形成升力，減小了對地面的壓力，從而使摩擦力減小，影響行車安全。

3.汽車前進(jìn)的動(dòng)力來自地面對主動(dòng)輪（大多數(shù)汽車是后輪驅(qū)動(dòng)）向前的摩擦力，而從動(dòng)輪（前輪）與地面的摩擦力向后。

4. 汽車在平直路面勻速前進(jìn)時(shí)牽引力與阻力互相平衡，合力為零；加速時(shí)牽引力大于阻力，合力向前；減速時(shí)則與之相反。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)要轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，地面給車一個(gè)向內(nèi)側(cè)的摩擦力以改變車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（彎道處常常外側(cè)比內(nèi)側(cè)高，同時(shí)使支持力和重力也形成一個(gè)向內(nèi)的合力，防止因摩擦力過小不能提供足夠的向心力，從而導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)向外打滑現(xiàn)象，以致引起側(cè)翻）。而且汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，乘客會(huì)因?yàn)榫哂袘T性向拐彎的外側(cè)傾倒。汽車急剎車（減速）時(shí)，司機(jī)踩剎車通過增大壓力來增大摩擦力，車輪與地面的摩擦由滾動(dòng)摩擦變成滑動(dòng)摩擦（緊急剎車時(shí)），從而使車作減速運(yùn)動(dòng)，乘客也會(huì)慣性向車前方傾倒；加速或突然啟動(dòng)時(shí)，乘客又會(huì)因慣性向后仰。

5.不同用途的汽車，車輪寬度、大小和個(gè)數(shù)不同，與汽車對路面的門強(qiáng)大小有關(guān)。車輪表面做成凹凸不平，是通過增大接觸面的粗糙程度來增人摩擦。在冰凍的路面上行駛時(shí)，常在路面撒鹽或煤渣，在車輪上套上防滑鏈來增大摩擦，而且要減速行駛。

6.汽車的座椅都設(shè)計(jì)得比較寬大，這樣就減小了對乘客身體的壓強(qiáng)，使人乘坐感覺舒服一些。汽車修理中用的千斤頂?shù)壤妹荛]液體能夠傳遞壓強(qiáng)，用較小的力就能獲得較大的動(dòng)力。

二、熱學(xué)方面

1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用柴油機(jī)或汽油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)，利用燃料燃燒把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外做功。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)外裝有水套，用循環(huán)流動(dòng)的水幫助發(fā)動(dòng)機(jī)散熱，是因?yàn)樗谋葻崛荽蟆?/p>

3.冬天，為防止水結(jié)冰反常膨脹凍裂水箱，入夜時(shí)要排盡水箱中的水；而在寒冬時(shí)用冷水洗車比用熱水洗車好，這樣不易結(jié)冰。

4.小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲，可防止車內(nèi)的水蒸氣液化后附著在玻璃七。

5.剛坐進(jìn)汽車或有汽車從你身旁駛過時(shí)，因擴(kuò)散現(xiàn)象會(huì)聞到濃濃的汽油味。

三、聲學(xué)方面

1.汽車?yán)日駝?dòng)發(fā)聲，而發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲又要盡量減弱（發(fā)動(dòng)機(jī)的煙筒上裝配消音器，是在聲源處減弱噪聲）。

2. 為減輕車輛行駛時(shí)的噪聲對道路旁邊居民的影響，在道路旁設(shè)置屏障或植樹，是在傳播過程中減弱噪聲。

3.喇叭發(fā)聲：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以聲波形式通過空氣向周圍傳播。

4.汽車電動(dòng)機(jī)（汽車電機(jī)）常用車載電瓶（蓄電池）供電，汽車運(yùn)行過程中又利用車輪帶動(dòng)車載發(fā)電機(jī)發(fā)電，給蓄電池充電。給蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，此時(shí)蓄電池是用電器用蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，此時(shí)蓄電池才是電源。

5.車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調(diào)、電扇、收錄機(jī)、CD機(jī)及各種用途的電燈供電，方便地電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、聲能、光能等等。

四、油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達(dá)路面，這樣做有利于使運(yùn)輸過程中因顛簸摩擦而產(chǎn)生的靜電荷迅速傳到大地，避免因靜電堆積而放電引起災(zāi)難

五、光學(xué)方面

1.汽車旁的觀后鏡，交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡，可以開闊視野。

2.汽車在夜間行駛時(shí)，車內(nèi)一般不開燈，這樣可防止車內(nèi)乘客在司機(jī)前的擋風(fēng)玻璃上成像，干擾司機(jī)正確判斷。

3.汽車前的擋風(fēng)玻璃通常都不直立（底盤高人的車除外），這是因?yàn)閾躏L(fēng)玻璃相當(dāng)于平面鏡，車內(nèi)物體易通過它成像于司機(jī)面前，影響司機(jī)的判斷。

4.汽車尾燈燈罩：角反射器可將射來的光線反回，保證后面車輛安全。

5.汽車頭燈：凹面鏡反射原理，近距光燈絲在焦點(diǎn)附近，遠(yuǎn)距光燈絲在焦點(diǎn)上。

6.汽車的霧燈發(fā)黃光，是因?yàn)辄S光不易被散射，在霧天更容易被遠(yuǎn)處的人發(fā)現(xiàn)。

我們的生活中處處可看到物理科學(xué)與我們息息相關(guān)，生活中并不缺少科學(xué)和問題等待著我們的回答，而是我們?nèi)缃袢鄙賹τ谏畹挠^察，只要我們仔細(xì)觀察生活，其實(shí)這個(gè)世界很美妙，有很多問題等待著我們?nèi)ソ鉀Q，讓我們成為下一位牛頓吧！仔細(xì)觀察生活吧！