维基少年:事物如何运作/斜面
 |
这篇文章是维基少年的一篇短文。你可以帮助维基少年通过扩展它。 |
斜面是任何倾斜的表面，比如滑梯或斜坡。斜面是六种简单机械之一。它是一个平面，两端处于不同的高度。斜面是一个不总是移动的机器。
谁发明的？
斜面存在于自然界中，因此从某种意义上说，没有人创造了它们，它们只需要被注意到。例如，山形成斜面，动物用它们来攀爬。它们通常会选择不太陡峭但更长的路径来节省精力（功率）。
楼梯是一种斜面。最早已知的楼梯之一是作为围绕现今耶利哥市特尔·埃苏尔坦的城墙的一部分建造的。这些楼梯是在公元前 8000 年左右建造的。在公元前 2500 年左右的埃及，人们认为人们用土坡作为移动金字塔重石的方法。
它是如何工作的？
斜面使抬起重物（如岩石）更容易。您可以通过将岩石推上斜坡来从其原始位置将其抬升，而不是直接将其抬升。但有一些需要考虑的因素，物体必须移动的距离总是增加（不是直线垂直），并且一些能量消耗在与表面的磨损中。在陡峭的斜坡上，推动岩石会更难，但您不必推动它那么远。如果您推它到一个不太陡峭的斜坡上，它必须更长。因为功是力乘以距离，所以功的量基本上保持不变，在陡峭的斜坡上，推动岩石/负载会更难，但您不必推动它那么远。在使用较小的力并有更多时间的情况下，可能存在经济利益，因为负载可以很容易地使其在斜面上静止，这在直线垂直升降中将更难或甚至不切实际。
它有多危险？
像所有其他放大力的简单机器一样，它可能是危险的。如果您在滑梯上滑得太快，您可能会失去控制并受伤。雪崩和泥石流是由于斜面的力量而造成的一种危险自然灾害。如果你沿着一个非常陡峭的斜面滑下，你可能会受伤。
它有哪些变化？
有许多基于斜面原理的设备。
斜坡和滑梯是斜面的一个常见例子。斜坡使人们能够到达垂直攀爬太难的高度。滑道和滑梯让人们和事物从高处安全地降落。消除滑梯的摩擦会增加物体在滑梯上向下移动的最大速度。因此，滑梯是最常见和最受欢迎的娱乐形式之一，在世界各地的游乐场都很常见。在滑雪运动中，参与者利用自然提供的山坡斜面加速到极高的速度。
房子的屋顶通常是斜面。倾斜使它能够排出水和雪。
水轮利用安装在旋转轮上的斜面从移动的水中获取能量。它们将水的力转化为转动轴的扭矩。类似地，帆利用移动空气的动量来驱动车辆，风车捕捉风以围绕轴转动一组帆进行工作。
飞机机翼通过重新引导横向运动产生的动量来提供升力。空气在机翼顶部流动的速度快于它在底部流动的速度。螺旋桨是斜面，它们通过将旋转运动转化为推力来传递功率。
另外六种简单机械中的两种基于斜面。楔子是一种复合的便携式斜面。它由两个在边缘相遇的斜面组成。螺钉是一个缠绕在圆柱体上的斜面。
它如何改变了世界？
它改变了世界，使重物更容易抬升，因此人们可以消耗更少的能量。
在它被创造之前，必须开发哪些想法和/或发明？
斜面是一个如此简单的机器，它不需要任何先前的发明。它与关于重力、动量、力和能量的基本概念平行。