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第64章 开启科学的奥秘之门(6)

世界上第一辆投入使用的汽船叫夏洛特·邓达斯。1802年,它在苏格兰的一条河上开始了它的首次航行。但是,这首汽船需要8.82千瓦的蒸汽机驱动,而且行驶时击出的水太大,容易破坏河岸,因此该船后来未被使用。

飞机失事后为何要寻找“黑匣子”

飞机失事后,一切都被烧坏或者摔坏了,为什么黑匣子却能够保存下来呢?

这是因为,黑匣子一般安装在不易被火烧,也不易摔坏的飞机尾部,它能承受100倍于本身重量的载荷冲击和1吨的断裂载荷,而且经过一个月以上的海水、淡水和其他任何液体的浸泡而不受影响。

当飞机失事后,黑匣子每秒钟会发出一次讯号,一般讯号期有30天,但一般在20天后,讯号就会减弱,有时电池电力不足时,减弱时间也可能提早。黑匣子是能给飞机事故的分析提供重要情报的依据,有时候也是唯一的依据,所以失事后必须寻找它。

小资料,黑匣子

黑匣子又叫自动记录器,它能自动记录飞机失事前30分钟内的多种数据资料,包括飞行速度、高度、航向、俯仰姿态、机内对话等等。

为何客机上没有降落伞

军用飞机发生事故或者被击毁时,驾驶员总会跳伞逃生,降落伞成了生命的护身符。可是,客机上却没有降落伞,这是为什么呢?

虽然跳伞是很好的逃生手段,但对于没有经过训练的人来说,跳伞也是相当危险的。在不明飞行高度以及速度,并且搞不清下方地形的情况下匆忙跳伞,也很容易造成伤亡事故。

假如客机为乘客准备降落伞,那么稍有机械故障,或者机身晃动,一些不明真相的乘客要求跳伞,就会造成整个机舱的乘客慌乱。事实上,飞机的小晃动或者机械故障可能是正常情况或是能够排除的。另外,为了使乘客感觉更加舒适,飞机上保持了同地面一样的大气压,这样机内的气压就大于机外高空的大气压。所以,在空中客舱的门是不可能打开的,因此也就无法跳伞了。

小资料,气压

因为我们所生存的地球被大气层紧紧包围着,那么这个气层对于地球上的物体都是有一个压力的。这个压力就是气压。

手机为何能远距离通话

在英国,几岁的孩子都有手机,可见它的发展速度之快。那么手机为什么能远距离通话,你们知道吗?

手机又叫移动电话,目前在我们的生活中已是普及很广的通讯工具。它的工作原理是:当你用移动电话进行呼叫时,移动电话会发射无线电波(也称为射频能量),这些无线电波可被距离最近的基站接收。一旦基站接收到移动电话传来的无线电波,就会将其传输到交换台,交换台根据当前呼叫的类型将呼叫转接到另一个基站或固定电话线网络,从而实现通话。

移动电话的每个基站采用全方位天线,它的服务半径约为10千米,因此要想让移动电话号码的通讯服务面积大,就必须多设基站,那样就不会出现盲区,有的通过卫星可使信号更好。

小资料,无绳电话是怎么回事

无绳电话机是将电话的底座与送受话器之间的连接导线去掉,用无线收发机代替它的功能,但主机仍通过电话线与电话网的交换机相连的电话。这种电话使接、打电话的人变得更方便,可以说是移动电话的前身。

为什么飞机上不能用手机

飞机在空中是沿着规定的航线飞行,整个过程都要受地面航空管理人员的控制和指挥,而管理人员的一切操作都要利用无线电波来进行。移动电话也是利用无线电波传递信息的,由于这两种无线电波频率接近,如果碰到一起会相互干扰。因此,为了飞机的安全着想,飞机上的手机必须关机。

移动电话工业界也表示,他们无法营造特殊的信号塔,使信号能够在9900米的高空传播960公里远。因此,飞行中不得使用手机的禁令也就无法解除。

小资料,飞机上的固定电话

现在飞机上已经有专用的固定电话了,它与普通的手机不同,信号是被屏蔽和控制的,由卫星系统进行控制,因此这种电话可以打,它不会干扰飞机和地面管理人员联系的无线电波。

为什么机器人能看见东西

机器人并不具有生命,它的一切活动都是在人们事先编排好的程序指令下进行的。我们一般说机器人可以看得见东西,是因为人们为它安装了模仿人视觉器官的“视觉系统”。它的眼睛就是一台小型摄像机,实际上是由电脑系统来控制的。机器人看到东西,先让摄像机把物体拍摄下来,再将图像转变成电信号传送给电脑,由电脑对之进行识别,然后做出相应的反应。但是,机器人只能够根据人们的程序设计进行相应的活动,而不能像人脑那样可以自己分析事物。

小资料,智能机器人

智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。它有相当发达的“大脑”--中央计算机,可以进行按目的安排的动作,所以叫做智能机器人。

为什么火车要在轨道上行驶

火车之所以要在轨道上行驶,主要是为了更加省力。在100多年前,蒸汽机发明后,就出现了火车,但是人们发现火车的行动速度并不像想象中的那么快。随着不断地研究,终于出现了用钢铁造的轨道,这样火车轮子滚动的阻力大大降低了,火车的速度也就提高了。另外,火车非常沉重,如果让火车像汽车那样在地面上直接行驶,一般的路面都难以承受那样的压力,而轨道下架设枕木就降低了火车对地基的压强,这样就保护了地面。

小资料,为什么火车轨道间有空隙

一般情况下,金属都有热胀冷缩的特性,火车轨道衔接的地方就会专门为轨道受热膨胀伸长而设的缝隙。如果没有缝隙,轨道之间就会相互挤压、扭曲,使整条铁路变形,所以火车轨道接口处都会有缝。

为什么火车上要装双层玻璃窗

寒冷的冬天玻璃传热很快,这样车厢里的热很快就会传出去了,车厢里就会和外面差不多一样冷,车厢里的水汽也会凝在玻璃上,形成霜和露。还有,虽然窗户的缝隙很小,但冷风还是会吹进来,这样车厢里就很冷了。

因此,在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,可以抵御车厢外严寒的影响。

小资料,把耳朵贴在铁轨上为什么能听到远处的火车声

因为声音在钢铁中传播的速度要比空气中快上10多倍呢!声音在空气中每秒能走300多米远,可在钢铁中每秒能传播5000多米远。

铁轨之间的距离都是一样的吗

铁路的两条铁轨之间的垂直距离都是一样的。国际铁路协会规定的铁路标准轨距是1435毫米,那么这个轨距的数值是怎么得来的呢?早在18世纪以前,英国的马车左轮和右轮之间的距离几乎都是统一的,这个距离就是1435毫米。在铁轨刚刚出现的时候,马车一直沿着轨道行驶,所以,铁路的轨距从一开始就确定为1435毫米。

小资料,火车是怎样换轨的

火车在行驶途中,经常需要从一条轨道转换到另一条轨道上行驶,这就必须借助活动的道岔来实现。通过改变道岔,设在轨道内侧的护轮轨将车轮平稳地引导向另一组轨道上。

火车刹车后为什么不能立即停住

一列火车一般是由一个车头和几十节车厢组成,再加上火车上的货物和乘客,至少也有几千吨重。火车又以每小时100千米左右的速度在摩擦力很小的铁轨上飞驶,它移动的力量太大了,要让火车停下来,光刹住车头是刹不住的。解决的办法就是在火车头后面挂搭的所有车厢轮子上都单独安装一个刹车闸。司机只要按一下总刹车的开关,就能远距离操纵这些刹车闸,同时紧紧把各个轮子刹住。只不过,由于高速行驶的火车移动力量太大,刹车闸摩擦力有限,所以,列车总会继续向前滑行很长一段距离之后,才能完全停住不动。

小资料,火车里的收音机为什么不响

因为火车不具备收音机工作的条件。收音机是依靠磁性无线接受电台信号的,正常情况下,天线接收到无线电波后经过收音机各部分的工作,人们才能听到声音。而火车厢是由金属薄膜围制而成,不能透射电波。天线收不到无线电波,收音机自然就无法工作了。

为什么飞机能在空中飞翔

任何事物都是有重力的,所以高高抛起的重物总会落到地面,可是沉重的飞机却能在天空飞翔,这是什么原因呢?

飞机的机翼很像两个巨大的风筝,上边是鼓起来的,下边是平的,当风迎着飞机吹时,机翼上面的空气流动快,压力小,会将机翼向上吸,而机翼下面的空气流动慢,压力大,会将机翼向上抬。飞机利用发动机的力量快速向前行驶,再加上强劲的风吹到机翼上,飞机就飞起来了。

小资料,鸟儿能撞毁飞机吗

一只小小的鸟儿能把正在飞行的飞机撞坏,因为当鸟儿和飞行的飞机相撞时,飞机的速度很快,而鸟儿是迎着飞机飞的,相对飞机来说鸟儿的速度就是鸟儿本身的速度加上飞机的速度。这样对飞机来说,鸟儿的速度就非常大了,绝不亚于一颗重型炸弹对飞机的威胁,所以一只小小的鸟儿也会撞坏飞机的。

为什么轮船要逆水靠岸

轮船逆水靠近码头,可以利用水流对船身的阻力起一部分“刹车”作用,使船速降低,这样就可以方便平稳靠岸了。

另外,这也是由船的形状所决定的。造船时,为了使船在水中行驶时减小阻力,一般都把船造成船头尖、船尾大。当船在逆水的时候,船头朝着水流方向,这样水的冲力随着船头被分成两个分力,船头受到的冲力就很小。铁锚又在船头上,它完全可以稳住船身。另外,逆水抛锚时,当锚一下水,船就顺着水流倒退,正好使锚能紧紧抓住海底,驾驶也非常方便。水流越大,锚越能抓住。

如果船在顺水方向抛锚,由于船尾大,受到水的冲力大,会把船推进,不容易稳住船,甚至会使船旋转,这样容易使锚翻转,影响锚的抓力。因此,在一般情况下,都是逆水抛锚的。

小资料,为什么轮船能够向前航行

轮船虽然体积庞大,却能够在水中快速向前航行,这是因为,轮船尾部有一个长得像电风扇的东西,叫做螺旋桨,它在内燃机的带动下快速转动,将水向后推,因为作用与反作用的关系,于是水给轮船一个向前的力,推动轮船前进。

为何两艘平行向前疾驶的轮船互相吸引

1912年,一艘当时世界上最大的远洋轮船“奥林匹克”号和铁甲巡洋舰“哈克”号相距100米并行时发生了相撞的海上事故。

后来科学家根据伯努利原理证明这个意外事故,主要是流体的性质所造成的。当“奥林匹克”号和“哈克”号并排航行时,在它们之间就形成了一条水沟,这里的海水虽然没有向前移动,但船却向前高速行驶着。从相对运动的观点来说,这相当于海水高速向后移动。而船外侧的海水,虽然也相当于向后移动,但比起两船之间的海水来说,流速要慢得多。因此,两船外侧海水对船舷的压力大得多,正是这个压力差,把质量较小的“哈克”号推向了“奥林匹克”号。

小资料,伯努利原理

在水流或气流里,如果速度小,压力就大,如果速度大,压力就小。

为何钢铁造的大轮船能浮在水面上

现代的大轮船都是钢铁造成的,相同体积下,钢比水重7倍多,而且船里所载的货物,如粮食、机器、建筑器材等也都比水重得多,为什么它还能漂浮在水面上呢?

原来,浸在液体里的物体,要受到向上的浮力,其大小等于物体排开液体的重量。钢的比重大,实心的钢块在水中会沉下去,我们可以做个小试验:把一张薄薄的铁片放在水里,它很快就沉下去了。但如果把这张铁片做成一个盒子,重量没有改变,它却能浮在水上。这是因为铁盒子的体积比铁皮大得多,排开水的重量也大得多,所得浮力也大多了。只要浮力大于铁皮重量,铁盒就不会沉下去,而且浮力会随着物体浸没在水里部分的体积增大而增大。在制造大轮船时,其内部是造成空心的,所以排开水的体积就大大增加了,因此钢铁造的大轮船能浮在水面上。

小资料,浮力定律

作用于水中物体上的浮力的大小,等于物体所排开的水的重量。

飞机都要飞得很高吗

飞机通常都是飞得越高越好。从军事方面来说,在空战时比敌机飞得高,可以居高临下,便于攻击对方,或者有利于逃避对方飞机的攻击和地面炮火的拦击。从民用方面来说,在高空飞行,空气阻力小,气流比较稳定,旅客坐在飞机里可以少受颠簸。现代民用喷气客机的飞行高度一般在1万米左右,军用飞机有的可以飞到2~3万米。

但是,有些军用飞机需要飞得很低,这样能避开敌方雷达的搜索。有的民用飞机也需要进行低空飞行,例如在农业上用来喷洒灭虫和除草药剂的飞机,它们需要在农田上空作离地几米的超低空飞行。如果飞得太高,飞机上喷洒出来的药粉就会被风刮跑,降低药效。

小资料,水上飞机

水上飞机是一种在水上起飞和降落的航空器,在20世纪20~30年代被广泛使用。航空界人士相信,水上飞机在他们所需要的横跨海洋的长程新航线上要比一般飞机安全,因为水上飞机降落后可以像船一样停泊在水面上。

为何潜水艇潜到水下就不怕风浪了

波浪的产生常常是风力作用的结果。海面上风力越大,波浪拥有的能量就越大;而且,波浪沿水平方向传播时,常常会形成后浪赶前浪的现象,使波浪传得很远。两个相邻波峰之间的距离(波长)可以拉得很长(可达600米)。波浪拥有的能量很大,一个浪头扑过来,可以使每平方米面积上受到几吨甚至几十吨力量的冲击。所以,一般的船舶都害怕遭到风浪的冲击。

但是波浪在向下传播时,随着深度的增加而急速地减弱下来。所以,即使海面上风急浪高,潜水艇只要潜到几十米以下,就能往来自如,一点也不会受到波浪的影响。

小资料,海啸

海啸是一种具有强大破坏力的海浪,它的高度可达10多米至几十米不等,形成“水墙”。另外,海啸波长很大,可以传播几千公里而能量损失很小。由于以上原因,如果海啸到达岸边,“水墙”就会冲上陆地,对人类生命和财产造成严重威胁。

为何航空母舰被称为“海上霸王”

目前,最主要的海上兵器当首推航空母舰,它是现代海军水面战斗舰艇中最大,也是作战能力最强的舰种。作为世界上最大的战斗舰艇和各国海军的中坚力量及海上实力的重要象征,航空母舰以其强大的制海、制空能力、续航能力和辉煌的战绩而著称于世。