走钢丝绳的物理知识

初中物理 COOCO.因你而专业
套卷教案课件下载new 试题搜索答案
初中数学   初中物理   初中化学   初中语文   初中英语   初中生物   初中政治   初中历史   初中地理   备课网 2020年高考志愿填报流程图解

走钢丝绳的物理知识

公主 马老师

发布日期:2011-01-31 15:18:31

有“高空王子”之称的美籍加拿大人科克伦,曾于19951028日上午,在毫无保护的情况下,手握10m长杆,头顶蓝天白云,足踏细细钢丝,居高临下375m,迎着瞿塘峡口的三级微风,健步跨越了640m宽的江面,成为从钢丝上跨越长江三峡的世界第一人。今年924日晚上,科克伦又轻轻踩上一根挂在上海浦东两幢大楼之间、高度为110m、长度为196.4m的钢丝,迎着每秒三到四米的东南风,稳步向前走去,18min后,顺利抵达终点。科克伦在如此危险的高空走钢丝之所以能获得成功,是因为他充分运用了力学原理。

他手里握着的那10m长杆是钛合金制成,重约250N,并用特制的背心使金属杆的重量均匀地分在两肩上。这10m的长度,这250N的重量,它包含着丰富的力学道理。

1)金属杆的重量必须是科克伦能较轻松承受的重量。由惯性知识可知,物体的质量越大,其保持原有状态的惯性也越大。科克伦由于附加了金属杆,使得他的总质量增大,因而其惯性也随着增大,从而使科克伦保持平衡的稳定性增加了。

2)由于附加了金属杆250N的重量,使科克伦对钢丝的正压力增大,据f=μN可 知,科克伦脚下摩擦力也增加了许多。而科克伦正是利用脚下的摩擦力来精确调节自己重心的位置,使身体的重力垂直通过位于脚下的钢丝轴心(物体重力作用线通过支点时,其平衡状态最稳定)这额外增加的摩擦力大大增加了他调控自己重心位置的能力,并阻碍了他的身体左右方向的晃动。

3)当金属杆横截面积一定时,由其长度的增加所决定的纵向截面积的增加,能加大空气对金属杆的阻力作用,而这种阻力作用使得科克伦沿钢丝绳前进时的平衡性得到了加强,并进一步阻止了他身体的左右晃动,这就是杆为什么有10m之长的科学道理。

4) 金属杆是科克伦应付紧急情况的护身符。如风力加大等偶然事件在途中出现,使身体重心偏向钢丝绳的一侧时,金属杆就变成了他的救命之杆。这时,他必须紧急启用又一力学原理:当作用在物体上的各个力对支点的合力矩为零时,该物体保持转动方面的平衡。这一原理说明的就是:当他身体重心偏向一侧时会有一个使身体绕 钢丝绳翻转的重力矩产生,这时若及时使长杆在水平方向向另一侧移动,就可产生另一个相反的重力矩来使身体保持平衡。

另外,科克伦那宽大飘逸的服装,他那特制的软底鞋,也极利于增加他身体的稳度。正是力学原理的熟练运用使得科克伦临危不惧,天堑变通途。