生活中處處都存在著物理知識,物理與我們的生活息息相關。接下來我們就討論孔明燈中的物理知識,從中看看物理對我們生活的重大意義。
孔明燈的受力問題。它之所以能上升,那是因為它受到向上的力,它受到空氣阻力f,以及空氣浮力F,還有本身的重力G。當F1=F—G—f> 時,1:由F1T=mv-mv0,
又因為v0=0, 所以隨著時間的增長,v就逐漸增大。2:孔明燈通過點燃放熱,由熱傳導使空氣受熱,根據理想狀態下,T=mvv/3K可知v在一定條件下增大:3:而p=nkT,F=PS,S為受力面積,p為壓強,所以在一定條件下F增大。Ma=f1,v=at+v0,故當F1>0時,v增大,從而上升:4:再從另一個角度上分析,空氣受熱,分子運動加劇,間隔加大,相應的氣體密度減小,因而與外界存在密度差,故受到空氣對它的浮力F,密度差越大,F就越大,當F1>0時,就能夠慢慢上升。
孔明燈中的光學問題。燃料燃燒放熱發光,而我們之所以能夠看到光,是因為光線射入我們的眼睛。那么我們看到的顏色是由什么決定的呢?我們看到
的顏色是由燈光和燈罩的顏色決定的,1若為白光,那么我們看到的顏色就是燈罩的顏色
2若為色光,那么色光中的顏色與燈罩顏色相同或者燈罩為白色時,那么我們才能色光,反之,則什么也看不到。之所以這樣的原因是帶顏色的燈罩對與他本身不同的色光吸收能力強,因此不能通過;但是白光可分為各種色光,白色的燈罩也不吸收任何色光。V=rf, t=L/v,l為孔明燈到我們眼睛的距離,f為色光的頻率,r為色光的波長,t則為光線到達我們眼睛的時間。
孔明燈中的能量問題。孔明燈下面有一個通氣孔,它的作用不僅僅是排除CO2等廢氣,還可以使O2進入,使燃燒更加充分,放出更多的能量,從而使它獲得更多的能量;另外,通過排出氣體,還可以獲得額外的動量,(m-m1)v-m1v1=mv2,其中m,v2為排出氣體前的質量和速度,m1,v1為排出的氣體質量和速度,v為排出氣體后的速度。而且燃料減小,G減小,所以在一定程度在速度增加。
孔明燈的重心問題。它的質量主要是橢圓形的竹圈和下端的燃料的質量,因而重心低,在受外力的作用下,重心的偏離小,因此可以在空中穩定上升而不至于翻轉。
由孔明燈中的物理知識,可見物理對我們生活產生多大的影響,因此學好物理,能讓我們的生活變得更加圓滿,物理是一個與我們息息相關的寶刀。
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