生活中的力学举例

F-22中的部分力学

中的部分力学

在动作电影《变形金刚》中，霸天虎阵营红蜘蛛就是以F-22的形态在地球战斗，并于最后离开地球。影片中曾出现多架美军F-22在执行任务的过程中与红蜘蛛厮杀的场景，霸天虎阵营红蜘蛛仍然以F-22的形态在地球战斗，可见F-22并非一般。

并非一般。

F-22战斗机（猛禽）是由美国洛克希德·马丁、

波音和通用动力（猛禽）是由美国洛克希德·马丁、波音和通用动力公司联合设计的新一代重型隐形战斗机。也是专家们所指的“第四代战斗机”。它将成为21世纪的主战机种。主要任务为取得和保持战区

的后继 F/A-22装两台普拉特·惠特尼公司制空权，将是F-15的后继

F119-PW-100加力式涡扇发动机，单台加力推力155.7千牛，发动机推重比达到10，飞机推重比达到1.1。发动机不开加力时，飞机能以M1.58作超音速巡航30分钟。有牛顿公式知，F=ma，其无论是F-22还是F-15，其发动机为其提供了很大的加速度。使其速度达到1~2马赫成为可能。现代涡轮喷气发动机的推重比约为3.5～4.5；加力涡

；加力涡轮风扇发动机可达 8以上；用於垂轮喷气发动机约为5～7；加力涡轮风扇发动机可达

直起落的升力发动机则高达16以上, 空机重量12973千克，为其最大起飞重量30845千克，最大燃油重量6103千克，最大外挂武器载荷10705千克提供了支撑。这无不与基础的牛顿经典力学存在千丝万缕的联系。

缕的联系。

其带有彼此隔开很宽和带方向舵并朝外倾斜的垂直尾翼，并且水平安定面直接靠近机翼布置。鸭翼安装的位置、平面形状很难与周围的机身结构融为一体，飞机机翼设计成上面是圆拱形、下面是平直的。

这样在飞机飞行时，流过机翼上方的气流速度比下方大，于是机翼下方的压强比上方大，产生了压强差，在压强差的作用下使飞机伸向蓝天。包括航空母舰上的飞机迎风起航，可获得较大的相对空气流速，使机翼上下两面产生较大的压力差，从而缩短飞机起飞的距离，所以F/A-22能在500米长的跑道上起降。

米长的跑道上起降。

卫星中的力学

俄“纽带”网2月12日转引法新社消息，布赖恩·惠特曼说：“我们没有想到会相撞。对所有轨道上的碎片进行跟踪是不可能的”

不过美国《华尔街日报》分析称，这次事件发 生正值美国国防不过美国《华尔街日报》分析称，这次事件发

部争取更多经费，事件或对美国太空政策及预算有影响。美国防部现正争取更多经费，加强监测太空运行的对象，以保护美国宇宙飞船及卫星。由于现时多国都能发射卫星上太空，美国除关心如何避免碰撞美国卫星。

美国卫星。

天体有自然天体（如地球、月亮）和人造天体（如宇宙飞船、人造卫星）两种．无论是哪种天体，不管它的体积有多大，在分析天体问题时，首先应把研究对象看作质点，人造天体直接看作一个点，自然天体看作是位于球心位置的一个点．这样，天体的运动就抽象为一个质点绕另一个质点的匀速圆周运动模型．

个质点绕另一个质点的匀速圆周运动模型．

在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g0时，常运用GM=g0R2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来．由于这种代换的作用巨大。

于这种代换的作用巨大。

由此得到一个基本方程式：g0R2=v2 

（1）由知：r 越大，v 越小．越小．

在卫星在几乎真空的天体运行时，受微弱的与运动方向相反的力，力，

空气阻力做负功，人造卫星系统能量减少，线速度降低，空气阻力做负功，人造卫星系统能量减少，线速度降低，

又根据向心力公式F=mV^2/R,要保持F 不变，则R 变小，即人造卫星高度降低。可见卫星渐渐地改变了自己的轨道。所以，卫星在不同轨道上，受微阻力而改变轨道是有可能相撞的！不同轨道上，受微阻力而改变轨道是有可能相撞的！

齐达内的“香蕉球”

2004年06月24日，在欧锦赛首轮比赛中，法国队在伤停补时的3分钟时间里的两个精彩入球，将英格兰队到手的胜利化为泡影。英国人在伤心之余也在问：在距离球门二三十米的地方，前面有人墙，还有守门员把住最后一关，齐达内踢出的球究竟是如何飞进球网的？齐达内踢出的球究竟是如何飞进球网的？

为什么会产生为什么会产生“马格纳斯效应”“马格纳斯效应”“马格纳斯效应”？？ 除非踢球时正中皮球的中心，球基本上一边飞行一边自转，这对球体表面的气流产生影响。如果击球点是在中心偏左，球就会按顺时针方向自转，导致球体左侧气流在越过足球表面的球皮缝隙时，减速更快，在这一侧的气流将比另一侧的气流更早脱离球表面，因此，球的飞行路线逐渐向右偏移。这一现象在150年以前为德国物理学家马格纳斯发现，又称“马格纳斯效应”。就是因为这个偏移，我们才有幸目睹“香蕉球”的美妙弧线。。就是因为这个偏移，我们才有幸目睹“香蕉球”的美妙弧线。

足球运动员在罚“香蕉球”时，不是拔脚踢中足球的中心，而是稍稍编向一则，用脚背摩擦足球，使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时，一方面空气迎着球向后流动；另一方面，由于空气与球

之间的摩擦，球周围的空气又会被带着一起旋转。这样，球一侧空气的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度减慢，空气对球两侧产生的压强也不一样。于是，足球在空气压力差的作用下，在空中划一道弧线，令守门员判断失误。弧线，令守门员判断失误。

科学家分析说，当皮球旋转时，科学家分析说，当皮球旋转时，在旋转的皮球的一侧，在旋转的皮球的一侧，在旋转的皮球的一侧，气流的方气流的方向是相同的，压力减小；在另一侧，球的表面运动正对着气流，压力增加。这种压力的失衡产生了一种侧力。研究显示，在时速15英里以上，这种力持续平稳地增加，这种突然增加的力量使得皮球在下沉的同时向一侧运动。的同时向一侧运动。

科学家们发现，齐达内进球至少有三个原因：后卫摆的人墙有缺陷；这是一个典型的香蕉球，势大力沉有弧线；守门员的视野不开阔，或许还因为比赛的前一晚没睡好。也有人认为，这个进球与欧锦赛首次使用的被命名为“罗泰罗”的新式无接缝皮球也不无关系。次使用的被命名为“罗泰罗”的新式无接缝皮球也不无关系。

火车站的安全线

绝大多数安全规程和安全标志都是由血的代价换来的，火车站站台上的“安全线”的由来也是如此。车站站台距离边缘有1米处的“安全线”可不是一条普普通通的“线”，它源自一场又一场悲剧。，它源自一场又一场悲剧。

10多年前，北京地铁候车站的站台和铁轨之间都还是敞开的，这样候车旅客如果越过安全线就可能出现危险。现在新修建的地铁站台与铁轨之间都有隔离墙。当列车到达停止在预定的位置后，车门才能打开，隔离墙的门也同时打开，乘客就可以走出车厢。之后，当乘客进入车厢时，所有车门密闭和隔离墙的门都关闭之后，列车才能开