生活中的物理丨赛车选手转弯时身体偏向哪边?- 大数跨境

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生活中的物理丨赛车选手转弯时身体偏向哪边?

科学出版社

2020-12-03

导读：生活无处不物理、物理无处不精彩

赛车选手在转弯时身体会偏向哪一边呢?通过观察我们发现，他们在通过弯道时会调节自己身体的重心，使其尽量偏向弯道里面一侧，这是为什么呢?

答案是什么？

答案就是为了减小离心力的影响.当赛车经过弯道时,由于速度很大,需要的向心力就大.如果地面的最大静摩擦力不足以提供圆运动的向心力，摩托车就会做离心运动，当它做离心运动时就好像受到了一个力，我们把这个虚拟力称为离心力.摩托车要想高速安全通过弯道必须增加向心力,当赛车选手将身体偏向弯道里面一侧时, 重力和支持力的合力也提供了一部分向心力，这样就增加了向心力，以避免赛车选手在弯道处因向心力不足而做离心运动进而飞离跑道，发生意外.

生活中还存在许多离心力应用的实例，例如, 洗衣机的脱水桶，游乐场中的旋转过山车，医学上用于分离不同血液或尿样的离心式分离机、离心式水泵及核工业上用于分离放射性元素的大型离心机等，利用的都是离心力原理.

下面的3个演示实验就更直观地展示了离心力的作用效果.

对应演示：离心力演示

对应演示：液体内部压强演示

通过两个小球(密度分别大于和小于水)在透明管中的上升和下降来演示转动系统中在离心力作用下物体浮沉与物体密度的关系.在装有清水的两个圆筒形容器中分别放入两个体积相同但密度不同的小球，液体中的小球受到重力、管壁的支持力及液体的浮力. 装置静止时，密度比水大的小球沉人水底，密度比水小的小球浮在水面. 当小球所受重力大于浮力时，管壁给小球的支持力垂直管璧斜向上, 此时若玻璃管的角速度不大, 密度大于水的小球可以停在液体中某一位置, 但当角速度超过临界值时，根据离心力的计算公式

,密度大于水的小球在离心力的. 作用下就会浮在玻璃管液体上端，而密度小于水的小球则会沉入水底. 原因是在体积相同的情况下离心力的大小正比于物体的密度. 在体积相同的情况下，密度越大所受的离心效应越显著, 上浮速度越快，反之，密度越小所受的离心效应越微弱，从实验中可看到密度小的物体沉入水底.

对应演示：旋转莲花

闭合的莲花随电机运动开始旋转, 当速度逐渐增大时弹簧的弹力不足以提供花瓣做圆周运动的向心力, 花瓣开始做逐渐远离圆心的运动，即离心运动, 表现为花瓣慢慢开放. 不同的速度下花瓣张开的程度不同，当速度大到一定程度时，花瓣完全张开.

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本书对生活中一些有趣物理现象的解释给出物理知识，再辅以形式多样的演示实验视频，展示物理原理，解读物理原理背后的历史故事、缘由发展和在日常生活及国防科技领域的应用实例.本书共涉及近300个物理演示实验，60多个演示实验视频，涵盖了经典物理与近代物理的大部分内容. 书中设置的二维码可链接相应演示实验视频，旨在加深读者对物理规律的理解，提高其对物理知识的运用能力，使读者真正感受到物理学在生活中的重要性，同时也体现了生活无处不物理、物理无处不精彩的特点.