電動車因其節能、環保、簡潔、實用而深受人們的喜愛,因此迅速在我國推廣普及,騎電動車已成為人們的時尚。在電動車中涉及電學、力學、光學、熱學等許多方面物理知識,下面從七個方面舉例分析說明。
電學方面
(1)蓄電池是電動車動力的源泉,常用的是硫酸鉛電池,分為36V和48V兩種。它工作時首先將電能轉化成化學能貯存起來,在行駛時再將化學能轉化成電能。它體現了能量的轉化和守恒定律。
(2)直流電動機由線圈、磁鐵、碳刷等組成,它是根據磁場對通電導體有力的作用的原理制成的。工作時將電能轉化成機械能。我們通過控制電動機兩端電壓的高低,電流的大小來改變電動機轉動的快慢,從而間接改變電動車的速度。
(3)車燈,分為大燈、尾燈、轉向燈。因為功能不同,車燈的電功率大小也不同,它是利用電流的熱效應原理制成的,工作時將電能轉化成光能和熱能,燈內燈絲電阻大小不同決定了其明暗程度也不同。
(4)電動車喇叭由線圈和振動金屬片等組成,是根據電流的磁效應制成的。工作時變化的磁場使金屬片振動從而發出聲音。此外電路方面也要用到歐姆定律、斷路、通路等許多方面的電學知識。
力學方面
(一)摩擦力方面。
(1)電動車的輪胎、車把套、腳踏板以及剎車處均刻有一些花紋,增大了接觸面的粗糙程度,增大了摩擦力。(2)車軸處經常加一些潤滑油,以減小接觸面粗糙程度,來減小摩擦力。(3)車軸處有滾珠,變滑動摩擦為滾動摩擦,轉動靈活。(4)剎車時,需要抓緊剎車把,以增大剎車塊和車圈之間的壓力,從而增大摩擦力。
(二)壓強方面。
(1)在擰螺母處要加一個墊圈來增大受力面積,以減小壓強。(2)電動車的腳踏板做得扁而平,來增大受力面積,以減小對腳的壓強。(3)電動車的內胎要充夠足量的氣體,在氣體的體積,溫度一定時,氣體的質量越大,壓強越大。(4)電動車的車座做得扁而平,來增大受力面積,以減小它對身體的壓強。
輪軸方面
(1)電動車的車把相當于一個輪軸,是一個省力杠桿。
(2)電動車的腳踏板與中軸也相當于一個輪軸,實質為一個省力杠桿。
(3);電動車的飛輪相當于一個省力的輪軸。
(4)電動車的剎車把相當于一個省力杠桿。
慣性方面
(1)當人騎電動車前進時,電機停止工作后,電動車仍然向前走,是由于它有慣性。
(2)人騎電動車前進時,若遇到緊急情況,一般情況下要先捏緊后剎車,然后再捏緊前剎車,或者前后一起捏緊,這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去。
能量轉化方面
除了在上面提到的能量轉化以外,還有一些例子。
(1)當人騎電動車下坡時,速度越來越快,是由于下坡時人和電動車的重力勢能轉化為人和電動車的動能。
(2)當人騎電動車上坡之前要加快速度,來增大人和電動車的動能,這樣上坡時動能轉化為重力勢能,能上得更高一些。
(3)電動車的后車撐子上掛有一個彈簧,在它彈起時,彈簧的彈性勢能轉化為動能,車撐子自動彈起來。
熱學知識方面
在夏天電動車輪胎內的氣體不能充得太足,是為了防止電動車爆胎。因為質量和體積一定的氣體,溫度越高,壓強越大,當壓強達到一定程度時超過了輪胎的承受能力,就會發生爆胎的情況。
光學知識方面
電動車前把上有兩個平面鏡,利用平面鏡成像的原理能觀察到后面的情況。車子后面的尾燈罩反射板設計得很巧妙,它由三個互相垂直的反射面組成一個角反射器。當光線從任何角度照射尾燈時,它都能把光線沿原路反射回去。在夜間行駛時,后面的司機能夠發現前面行駛的電動車。
責任編輯 蔡華杰