万物运行的奥秘思考题解密

1．STM隧道扫描显微技术是在1981年有宾尼和罗拉尔发的，这种设备具有高灵敏度，并且可获得0.01nm的纵向分辨率。这种设备不但可以应用于超高真空里（UHV-STM），而且可应用于大气环境里（大气STM技术）和液体状态下（电解质STM技术）。2.如何计算银河系的质量3.两车相碰吸能效应：当结构开始溃败时，刚度会急剧降低。让我们仔细看一下鸡蛋碰撞的过程吧！1，两个鸡蛋开始碰撞一瞬间，结构都是完好的，刚性都是最大；2，随着碰撞的继续，力量越来越大，于是其中一个刚性较弱的结构开始溃败；3，不幸发生了，开始溃败的结构刚度急剧降低，于是，开始溃败就意味着它永远溃败，于是所有的能量都被先溃败的一只鸡蛋吸走了。一，轻微碰撞，两车的车灯都碎了。解释：强度高的车灯先碰碎了强度的车灯，但是在继续的过程中，被后面强度更高的金属杠撞碎。所以在碰撞的瞬间，还是只有一个破碎！二，二，中等碰撞，B车防撞杠有轻微痕迹，A车严重变形。解释：塑胶防撞杠弹性大，所以实际上两车的吸能区的前杠直接隔着杠相抵。强度高的那个吸能区不变形，强度低的那个吸能区变形后，导致较严重的严重损坏。三，猛烈碰撞，两车的吸能区都溃败了。解释：1，刚度低的A车吸能区先溃败退缩，一直到被刚性很强的驾驶舱结构抵住。2，如果还有能量，B车车头吸能区不敌A车驾驶舱，也开始溃败吸能。3，最后如果还有能量，两车驾驶仓结构直接碰撞。聪明的你应该可以看出，刚度高的B车驾驶员在缓冲两次后才发生驾驶舱的直接碰撞，你希望是在那个车里面！四，吸能区的结构复杂多了，哪是鸡蛋可以比的。解释：结构的完整性是刚度的最重要保证。越复杂的结构一旦开始溃散，刚性消失的越快。这就是为什么日本车和欧洲车碰撞的时候，日本车就是个活动的棺GTrMTrMrMMGThenTrMFsovrTrvMFwhilerMMGF2322212221212212214442材……日本车质量太小。4.子弹头相撞为什么不一样我只想说明的：并不是所有的手枪弹都是圆头弹，如：中国的925.8MM手枪其手枪弹为尖头弹哦。枪弹设计中，我认为在手枪弹的设计主要考虑的是手枪弹在近距离内（有效射程内）发挥杀伤作用，这与枪的口径、弹头的质量、枪弹的药量、弹头的外型等等有关，要充分考虑这些原因，才能将武器的效能发挥到最大。5.脱壳尾翼稳定穿甲弹，是依靠出膛的速度来击穿敌地面设施的，它有两片护罩，卡住中间的弹芯，这样，弹体的直径依然是传统的120毫米或125毫米，能够吸收火炮装药的所有动能，发射出去后，受到空气阻力的挤压，护罩被撕裂、脱离，只剩弹芯继续飞行（见右图的脱壳尾翼穿甲弹）。由于炮弹的质量集中于细长的弹芯，所以初速极快，穿甲能力极强，弹道为笔直的直线。如：T72的脱壳穿甲弹（80年代定产）初速可达1800m/s，如此高的速度可以击穿70年代的任意一款坦克；6.1.用车载GPS测量。2.根据动量守恒定律MV1=MV2+mvM=三菱EVO车重+胡某重量=1240kg+60kg=1300kgV1=撞人前车速V2=撞人后车速m=死者重量70kgv=死者被撞飞的横向速度可知，三个速度为未知数，下面先求解死者被撞飞的横向速度v！根据目击者证言，死者被撞飞高度五六米，取5米。横向撞飞二十多米取20米。根据H=1/2gt1^2则H=5，g=重力加速度，杭州取9.8，S1=死者被撞飞距离20得死者从最高点5米到落地为t1=1.01秒，那么死者从地面被撞飞到空中最高点时间是1.01秒。整个空中过程持续2.02秒。于是可以得出第一个未知数v=S1/t1=9.9米/秒接下来算肇事车的几个相关速度。目击者证言肇事车撞人前未加速，撞人后也不是立刻减速，我们假定他是撞人后立刻减速的，有利于计算，刹车后后经过五六十米才停下来。取S1=50米，车子与地面的摩擦系数取较大值u=0.6（一般干燥的沥青路面，文而西路不至于这么差）。车子刹车受到的摩擦阻力=车重乘以摩擦系数。则阻力F1=Mg*u=1300kg*9.8*0.6=7644牛则，肇事车刹车后受到的加速度a=F1/M=7644/1300=5.88，T=车子撞人后到车子停下的时间撞人后速度V2和最后车子停下速度V3=0存在如下关系①．V3=V2-aT=0=V2-5.88T②．S1=V2T-2.94T^2=50米其中V2和T是未知数，求解以上两个方程，合并得到一个二元二次方程。③．50=V2T-0.3T^2求解，得到T约等于4.124秒，则V2=24.249米/秒V2也得到了，回到一开始的公式得到V1=24.78米/秒=89公里/小时在以上计算过程中，尽量简化了一些东西，同时一些数据的取值上也都有利于肇事者（比如死者被撞飞的高度和距离，地面摩擦系数，肇事车刹车后距事发点的距离，并且是假定肇事者撞人后立刻开始刹车，不考虑他的反应时间等，并且计算过程中我的取值都有利于肇事者）。在各项取值有利于肇事者的情况下，仍然可以计算出车速当时至少为89公里/小时，可见事实上，肇事者当时实际的车速有多快，因此目击者称当时车速有100公里/小时，绝对不夸张！7.一个电子被电压为106V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？8.龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说，龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段：（1）大气的不稳定性产生强烈的上升气流，由于急流中的最大过境气流的影响，它被进一步加强。（2）由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用，上升气流在对流层的中部开始旋转，形成中尺度气旋。（3）随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展，它本身变细并增强。同时，一个小面积的增强辅合，即初生的龙卷在气旋内部形成，产生气旋的同样过程，形成龙卷核心。（4）龙卷核心中的旋转与气旋中的不同，它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时，地面气压急剧下降，地面风速急剧上升，形成龙卷。大多数龙卷风在北半球是逆时针旋转，在南半球是顺时针，也有例外情况。卷风形成的确切机理仍在研究中，一般认为是与大气的剧烈活动有关。科里奥利力9.为什么旋转的穿甲弹反而穿甲能力降低了。旋转的穿甲弹会增加弹道的稳定性，就像枪支的来福线。但是因为旋转会使一部分平动动能转化为转动动能，所以平动动能会降低。而且增加了与空气的摩擦。致使到达装甲部位的速度降低。10.茹科夫斯基转椅的转动惯量改变时你有什么样的感受?为什么?当转动惯量减小时，我感觉转速增大{即角速度增大}。这是因为我坐在上面时外力矩为零，此时角动量按经典力学!!!/1093.52101.92)J(106.110106.18231213619csmvsovvmEeUEekkcsmcvvcvmmkgmcEmcmmcEeUEkkk94.0)/(1082.2)(11)(1069.2101.9)103(106.1)J(106.110106.182220303128130220213619守恒，根据角动量等于转动惯量与角速度的乘积，当转动惯量减少时，角速度增大。11.螺旋桨飞机首先，超音速飞行要求飞机能够克服跨音速时遇到的阻力急剧增加——即激波阻力的出现。当速度达到音速时，空气因为可压缩性而出现激波，形成极大的阻力。为了维持超音速飞行，就必须有足够的动力。螺旋桨飞机通常多为活塞式发动机驱动，动力不足成为最根本的原因。同时，除了发动机动力不足的问题外，还有一个问题。就是当飞机远前方来流与螺旋桨转动的切线速度叠加后，在飞机实际速度达到音速前，桨尖已经达到音速，出现激波。从而造成桨叶气动和强度等问题。因此，即使不是活塞式发动机驱动的螺旋桨飞机，如涡桨（涡桨发动机在超音速下性能也不好）等，也不能实现超音速飞行。我看过一些介绍直升机的文章,知道一般直升机都有两个螺旋桨(旋翼),大旋翼提供升力和前进动力,小旋翼平衡大旋翼产生的力矩,这样直升机才能稳定飞行,但我疑惑的是很多飞机只有一个螺旋桨(一战二战时的很多单发飞机,还有现在的很多初级教练机),它们是怎么解决力矩平衡问题的?双发、4发的飞机都是两边发动机对转抵消副作用的，这样的发动机结构不会造成设计制造成本上升，结构也不复杂。12.ABS“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。13.LowEarthOrbit(LEO)MiddleEarthOrbit(MEO)Sun-synchronousorbit(SSO)太阳同步轨道Polarorbitmeteorologicalsatellite极轨气象卫星GeostationaryTransferOrbit(GTO)地球同步转移轨道h=3.6×107m地球同步卫星只能在赤道上空3.6×107m的轨道上，这一轨道称为同步轨道.GeosynchronousOrbit(GEO)地球同步轨道14.北斗卫星：它采用的地球同步轨道卫星双工通信。自投入运行起来，一秒钟也没有停止过，运行还是比较可靠的。现在有一些部门在用他们的接收机，但是这是一个迟早要被淘汰的系统，主要现在还是用来测试和一些科研工作。但是，北斗一的最重大的意义就是，它增强了我们的建立自己的卫星导航系统的信心，为北斗二系统的建立提供了不少有意义的实验数据。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式)15.第一：文昌是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区。火箭发射场距离赤道越近、纬度越低，发射卫星时就可以尽可能利用地球自转的离心力，因此所需要的能耗较低，使用同样燃料可以达到的速度也更快。据称，在文昌发射地球同步卫星比在西昌发射火箭的运载能力可提高10%至15%，卫星寿命可延长2年以上。第二：发射基地选在海南，火箭可以通过水陆运输，火箭的大小就不受铁轨的限制（长征二号系列由于受到铁路运输的限制，其组件的最大直径只能限制在3.5米）。第三：从文昌发射的火箭，其发射方向1000公里范围内是茫茫大海，因此坠落的残骸不易造成意外。16.过山车第一种能，即引力热能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的热能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。当过山车开始下降时，它的势能就不断地减少（因为高度下降了），但它不会消失，而是转化成了动能，也就是运动能。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和势能）。这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实丰，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而就会产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向下，尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但是它要“等待”质量中心越过高点被引力推动。到达“疯狂之圈”时，沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时，乘客就会有