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第5章 科学漫步(4)

与第一部蒸气汽车一样,第一部汽油汽车也是3个轮子,但其性能有了很大的提高。因此,当这辆车“突突”地驰过曼海姆的偏僻(pì)小道时,引起了轰动。两年之后,本茨又造出了一种四轮汽油汽车。由于对汽车发明贡献卓着,本茨被誉为“汽车之父”。现在我们看到的“奔驰”牌汽车,就是以他的名字命名的。1888年间,如果谁觉得交通不便,到巴黎或曼海姆花上140镑就能买到一辆“奔驰”牌汽车。

汽车在本世纪初仍然是个稀罕物。当时美国着名的巴纳姆·贝利马戏团在广告栏上,赫然将汽车当作怪物,和大象、巨人和奇异侏儒模特儿列在一起。但是,汽车——这人类的朋友很快就发展起来了。

什么是“概念车”?

“概念车”一词是由英文“conceptcar”翻译而来的,它是一种介于设想和现实之间的中间产物,主要用于车辆的研究和试验,可以为探索汽车造型提供可靠的科学依据。概念车的设计,大都以改进汽车的空气动力性为主要目标,尤其是着重减少汽车行驶过程中所受的空气阻力。所以,概念车的流线型车形常常给人留下深刻的印象。概念车在内部结构上,也常常尽可能地采用各时期最杰出的技术、最新型的材料和最合理的设计方式。可以说,概念车集中了科技领域中最先进的技术成果,是汽车行业中的尖端产品。

你知道会飞的汽车吗?

瑞士Rinspeed公司将在今年3月在日内瓦举办的展览会上展出世界上首辆既可在陆地上行驶又可以在水面浮游,乃至在空中飞行的汽车。

Rinspeed Splash水陆空三栖汽车的动力机组是一台容积为750立方厘米的双汽缸发动机,其最大功率为140匹马力。该车在陆地上行驶的最大速度接近200千米/小时,而从静止加速到100千米/小时所需时间仅为5.9秒。在水面上浮游时速度大约为50千米/小时。

Rinspeed Splash水陆空三栖汽车在“小艇”状态时是利用专门“翼片架”和液压控制系统进行操纵,为此汽车的“翼片”或“翅膀”可以不脱离水面,同时能进行短距离空中滑行。

为什么火车要在钢轨上行驶?

火车在钢轨上行驶,大大地降低了滚动阻力,不仅使火车行驶的速度加快,也大大提高了运输的效率。

除此之外,火车的自重很大,负荷又很重,如果轮子直接在石子路或水泥路上行驶,就会使路面下陷,用了钢轨和枕木等,就能降低沉重的火车对地基的压力。而且,铁路的两条钢轨之间有一定的距离,通过车轮与钢轨的固定关系,火车就能顺着钢轨的方向行驶,使火车的操纵更为简便。

世界上最早的汽车是什么样子?

世界上最早的汽车是1769年由法国的陆军技术军官尼古拉斯·约瑟夫·居纽制造的。当时的汽车是三轮的,长长的车身是木制的,上边有个大锅炉。锅炉的后面装有两个气缸。由蒸汽推动里边的活塞上下运动,然后通过曲拐传给前轮,使车轮转动。这就是世界上第一辆蒸汽汽车。

这种汽车在发动时,浓烟和蒸气一齐向上蒸腾着,活像个喘着粗气的老人端着一锅热汤,颤颤巍(wēi)巍,既有点可怕,又有点可笑。这种汽车在滚动时铁轮就发出震耳的响声。开动起来慢腾腾的,而且耐力也很小。15分钟以后,车子就得停下来重新上水,就这样每隔15分钟停一次,一小时只能走4公里。

最初的这部汽车是居纽为了替拿破化的军队拉炮车而设计的。后来,一次试车时,撞到了墙上,这样,世界上第一部汽车也就结束了自己短暂的一生。然而,作为世界上最早的汽车,它所产生的影响却是不可抵估的。

为什么汽车前轮要向外倾斜?

汽车前轮向外倾斜,目的在于提高车轮运转时的行驶安全性。如果汽车空车时,车轮就已经正好垂直于路面了,那么车辆满载时,会使车轮由原先垂直路面的状态,变为车轮上方向内倾斜的状态。车轮的向内倾斜,会使车轴和坚固螺(luó)母所受外力增大,从而缩短寿命,严重时还可能使紧固螺母损坏,出现车轮“飞脱”的严重事故。

为什么汽车的雾灯要用黄色光?

汽车雾灯照射出来的黄色光,是经过科学家精心研究以后做出的最佳选择。雾灯的光必须具有散射作用,才能让光束尽可能向前方散射成面积较大的光束,使迎面来车的驾驶员既能看清目标又不觉得刺眼。而黄色光的散射强度是红色光散射强度的5倍。显而易见,采用黄色光作为汽车雾灯的光色比用红色光效率高得多。

为什么要建高速公路?

这是因为高速公路的建设质量非常高,路基结实、平坦,上下坡比较平缓,这样汽车在高速公路上行驶时能够既快又平稳。高速路的路面宽阔,中间有隔离带,来往的车辆各行其道,互不影响。高速公路和普通公路的另一个明显区别是不设红绿灯,这样就能够保证车辆始终高速、通畅地行驶。

火车是如何发明的?

19世纪前后,在我们生活的这个地球上诞生了一对“孪生兄弟”。它们分别名叫汽车和火车。是蒸汽发动机这个“母亲”把它们带到这个世界上来的。

火车区别于汽车的重要的一点在于,火车是在铁轨上运行,而汽车则是行驶在公路上。因此,要介绍火车,还得先从铁轨谈起。

铁轨的雏形是一种辙(zhé)道,就是在石头上凿的槽道,因此,叫“石轨”或许会更准确些。据说四、五千年前,埃及人在建造金字塔时,就曾利用这种辙道运送重达2吨半的大石头。至少在16世纪,出现了一种“木轨”,是专为马拉的矿车修筑的。真正的“铁轨”,是18世纪以后出现的事:1767年,英国的钢铁大跌价,有一家铁厂的老板怕赔了本,就把库存的生铁都浇铸成板条,铺在工厂的道路上。这样,一来可以当路走,二来在铁价回升时即可马上上市。这时人们偶然发现,车辆走在这种铺着铁条的道路上,非常省力。受其启发,铁轨被发明出来了,且从此取代了旧式的木轨,在矿井中得到推广。但是这时走在铁路上的车辆,不是火车,而是马车。只是到了1804年,火车才慢慢腾腾地在铁路上迈开它“生命的第一步”。

1804年,一位叫特勒维雪克的英国工程师,制成了一辆蒸汽火车。这辆火车有五节车厢,上面载着几十个人,还装了9吨重的铁材,半天内行驶了14千米。因此,它成了世界上第一辆火车。由于火车常常使铁轨断裂,还由于速度太慢,牵引力也不大,因此,当时的矿主不愿接受这一“铁马”,而继续沿用马匹。特勒维雪克也因此放弃了进一步的研究。

然而也有对火车的未来充满信心的人,他们就是乔治·斯蒂芬逊(xùn)和罗伯特·斯蒂芬逊父子俩。“蒸汽机车是不会轻易放弃的,我决定为它奋斗到底。它是值得为之奋斗的。”这是父子俩共同恪守的誓言。经过努力,蒸汽火车在性能有了很大的提高,用他们的话来说就是:“一台火车,等于50匹马?行驶起来又块又安全。”

1825年,英国政府在达林顿和斯特克顿间铺设了一条铁路,这原是为马车运输而修筑的,经过史蒂芬逊的争取,英国政府终于同意在这条铁路上试车。典礼在同年9月27日举行。

这一天,盛况空前,铁路沿线人山人海。他们亲自驾驶“旅行号”蒸汽火车。火车头拉着38节车厢,车厢内载着450个乘客以及煤等货物。火车以每小时24千米的速度,经过近3小时的行驶,安全抵达终点。此刻,终点站的4万观众,雷鸣般地欢呼起来;7尊礼炮齐鸣,铜管乐队吹起了激昂的乐曲;教堂也敲响了钟声,人们用不同的方式庆祝蒸汽机车的诞生。

为什么火车上要装双层玻璃窗?

火车车厢上安装双层玻璃窗,可以保证车厢内有一个适宜的环境温度。因为双层玻璃窗中间有一个空气层,而空气是不易传热的,车厢的窗户有了这道空气屏障,就使得车厢像穿上了一件棉衣,可以抵御(yù)车厢外严寒的影响。

为什么地铁在城市交通中变得越来越重要

地铁与城市中的其他交通工具相比有很多优点:一是运量大,地铁的运输能力要比地面公共汽车大7~10倍;二是速度快,地铁在地下隧道内风驰电掣(chè)地行进,畅通无阻,速度比一般地面车辆快2~3倍,有的时速可超过100千米;三是无污染,地铁以电为动力,不存在空气污染问题。此外,地铁还具有准时、方便、舒适和节约能源等优点。

城市高架铁路安全吗?

高架铁路是一种便捷的城市交通工具,并且还能带动沿线地区的繁荣。但是,有些人对高架列车在头顶上飞驶具有恐惧感,乘坐者有时也会担心列车出轨翻落。实际上,高架列车的安全运行有许多保障措施,其中之一是它在坚固的导向钢轨控制下行驶,其本身就十分安全,即使出轨,还有护轮轨和防护墙防止它出轨后翻车。因此,高架铁路是一种十分安全、舒适、便捷的交通工具。

气垫列车是怎样的?

让一张纸飘摇落地,我们就会看到:当纸接近地面时,它渐渐放慢了下降速度,好像有东西托着似的变轻了。实际上,它受到了一个向上的空气作用力,这种现象被称为地面效应。利用“地面效应”原理研制出的飞行式气垫列车,是一种会飞行的新式列车。它集中了火车和飞机的优点,时速可达500千米,使用清洁的太阳能和风能,不需要任何燃料。列车两侧装有机翼,能像飞机一样在离固定轨道15~50厘米的高度上滑翔。

阿基米德怎样鉴别皇冠的真伪?

2000多年前,当希腊希洛王取得王位后,决定在一座教堂里向永垂不朽的神献上金制的皇冠。于是,他称给工匠所需要的金子,并付给酬(chóu)金。工匠按规定的期限做好了金冠。事后,有人告密,说工匠盗窃了做皇冠的一部分金子,而掺进去同等数量的铜。希洛王为有人欺骗他而大为恼火,可是又找不到揭破这个盗窃案的方法。

后来,希洛王在召见阿基米德时,交给了他一项重大任务:鉴别工匠制造的皇冠是否为纯金制成。阿基米德接受任务后忧心忡忡,冥思苦想,不得其解。

有一天,阿基米德在身体泡入盛满水的澡盆中洗澡时,发现水从澡盆中溢了出来,而自己的身体却在水中轻了许多,他突然受到启发:盆里溢出来的水的体积,不就是自己的身体浸入水里的那一部分体积吗?用这个方法不就可以鉴别皇冠的真伪了吗?阿基米德由此揭开了金冠之谜,断定皇冠是掺了假的。因为金子比重大,在重量相同的情况下体积比较小,掺进了别的金属后,比重减轻,体积增大,排出的水就多了。

阿基米德运用这种潜意识的思维方法,在他的科学创造中起了重要的作用。在此基础上,他终于发现了着名的俘力定律。阿基米德创立的浮力定律,为船舶浮沉的理论,为现代造船技术奠定了基础。

船是如何发明的?

船舶究竟是从什么时候开始出现,当时又是谁最先完成了这项伟大发明的,今天任何人也说不准。但有一点可以肯定,中华民族是最早制造船只的民族之一。说得迟一点,在新石器时代,独木舟和筏就已在江河中随处可见。关于独木舟的来历有许多神话传说,如“伏羲(xī)氏刳(kū)木为舟,剡(yǎn)木为楫”。讲的是,一个叫伏羲的人,把砍下的树剖开,再挖空,就造出了原始的船——独木舟;木头削尖就是划船的浆。原始的筏中有我们最熟悉的竹排,还有桦树皮筏、牛皮筏等。

约公元前2000年,木板船出现了。其中风帆的使用也许是人类最值得骄傲的一个创举。早期的木船由于体积小,又大多是短途航行,可以靠篙(gāo)、桨和橹,可以靠人力,尽管速度较慢。随着船越造越大,尤其是长途、逆水或顶风时,人力就远远不够了。有了风帆,就在风时,走“Z”字形航线,也还能巧妙把风力汇集起来,成为一种动力,推动帆船前进。人类从此开始了“直挂云帆济沧海”的航程。19世纪左右,木帆船发展到了颠峰,出现了可达世界各地的各种战船和商船。

1807年8月9日,“克勒蒙克”号的试航成功标志着船舶史又进入了一个新时期:蒸汽动力新时代开始取代帆船时代。它还预示着铁船时代的即将到来。

今天的船,不但可以如履平地般航行在水面上,而且还可以潜行在水面下(潜水艇),离开水面飞行(气垫船)。最近,日本的“三菱”公司正在研制感觉不到簸的游船。相信在不久的将来,人们航行在江河海洋上就会如同在家里一样平稳。

船为什么“跑”不过飞机、火车?

在现代各种交通工具中,如飞机、火车、汽车、轮船,数船的速度最慢。这是因为船在水中航行,水的密度比空气大832倍,船在水中受到的阻力就会大得多。而且船航行时会激起波浪,波浪也会阻挡船的前进。特别重要的是,在其他条件不变的情况下,要使船速提高1倍,那么动力必须提高8倍。因此船的速度不能达到很高。

为什么很重的大轮船能浮在水上?

古希腊的学者阿基米德发现了物体浮沉的定律:作用于水中物体上的浮力的大小等于物体所排开水的重量。一块铁块的重量虽然很重,但是把它轧成铁皮后再做成空心的铁盒子,重量虽然没有改变,但体积增大了,排开水的重量也增大,它就能漂浮在水上了。即使在盒子里装些东西,它还能浮在水面上。

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