科学网—liuyanzhu的博文

热度 2 刘延柱 2021-5-9 11:16

20 世纪 50 年代后期，美国南加州海滩的居民们发明了一种简单的运动器械。将一块木板固定在铁轮子上，人站在木板上用脚蹬地可以快速向前滑行。此后这种称为滑板 (skate board) 的器械不断改进，板面改用碳纤维材料，轮子改用高硬度和高弹性的尼龙材料。改进后的滑板不仅能向前直滑， ...

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自行车的发明简史及力学原理

热度 2 刘延柱 2021-4-29 16:31

1. 自行车的发明简史自 1791 年法国人 Sicrac 骑着装两个木轮的 “木马” 在路易十六王宫的大草坪上奔跑时算起，自行车的出现已有两百多年历史了。不过 Sicrac 的带轮木马还算不上是真正的自行车，因为他的木马没有车把，没有脚蹬，车子的驱动全靠他自 ...

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蛇行走的力学解释和启示

热度 2 刘延柱 2021-4-20 10:55

蛇无足而能行走且行进很快。这种独特的行走方式与蛇的生理构造有关。蛇没有胸骨，躯体可以自由弯曲。蛇全身披着一层角质鳞片，肋骨向前移动可使腹部的鳞片翘起摩擦地面产生推进力。关于蛇行的原理早在上世纪30年代就已有研究论文发表。近年来由于蛇形机器人技术的兴起，对蛇行运动的仿真研究和理论 ...

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摩擦斜碰撞与Kane难题

刘延柱 2021-4-17 10:36

1 引言有摩擦存在的斜碰撞现象在生活中十分常见。以乒乓球运动为例，选手的每一板抽杀都是摩擦斜碰撞。在工程技术里摩擦斜碰撞也经常发生。摩擦和碰撞均属经典力学范畴，但综合这两种概念的摩擦斜碰撞问题却是一个尚未解决的理论难题。理工科专业的理论力学课程中，一般仅将刚性 ...

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竹排、大黄鸭与船舶稳定性

热度 1 刘延柱 2021-4-12 19:37

小小竹排在幽静的水面上飘浮。站立在竹排上撑篙的梢工重心高高在上，如同一只倒立的复摆。微风吹过，竹排微微晃动却能稳定不倒（图 1）。图 1 竹排船体较窄吃水较深的船舶下水后船体的重心往往低于浮心，这种船体如同一只以浮心为 ...

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音乐里的力学和数学

热度 3 刘延柱 2021-4-6 20:23

1 交响乐队里的振动坐在音乐厅里欣赏交响乐。台上的弦乐器、木管乐器、铜管乐器、打击乐器发出不同音色的声音，交混在一起冲击听众的耳膜，使听众感受到音乐的巨大感染力。各种乐器的声音来自不同类型的振动，可做一下分类：打击乐器：如定音鼓、木琴、钢片琴都是自由振动，钢琴 ...

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消除摩天楼风载晃动的减震摆

热度 1 刘延柱 2021-4-1 10:30

赴台旅游过的游客大都去过台北的 101 大楼（图 1），参观过大楼里悬挂的巨大的减震摆（图 2）。这个直径 5.5 米，重达 660 吨的巨大钢球由 4 根粗钢索悬挂在 88 层与 92 层之间，形成一个大单摆。 ...

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碑漏：失传七百年的机械钟

热度 4 刘延柱 2021-3-29 09:35

不久前从央视4台 “远方的家” 播放的北京钟鼓楼展出 “碑漏” 得知，除日晷、铜壶滴漏、水运仪象台等计时仪器以外，我国还有另一项重要的古代发明创造。为此对博文 “ 机械钟：永不停息的自激振动” 应做些补遗。据报导，碑漏作为计时仪器曾在唐、宋、金、元时期使用。南宋薛季宣著 ...

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不倒翁、阿诺德猜想与冈布茨

刘延柱 2021-3-24 11:15

有个历史悠久的民间玩具叫不倒翁（图 1），据考证早在唐代就已出现。不倒翁推之不倒，摇头晃脑的形象在民间被看成贪官的象征。明代江南才子徐渭有一首咏不倒翁的诗 “乌纱玉带俨然官，此翁原来泥半团；忽然将你来打碎，通身上下无心肝。” 这首诗不仅借物嘲讽了贪官，而且道出了不倒翁稳定不倒的关键是在空肚 ...

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竹蜻蜓、旋翼机与回旋镖

热度 1 刘延柱 2021-3-20 09:24

竹蜻蜓是我国古老的民间儿童玩具。将一片横竹片和一根竹柄构成T字形，竹片两侧反对称地削成斜面，形成一个简单的螺旋桨（图 1）。双手搓动竹柄使竹片快速旋转，空气动力作用于斜面的垂直分量形成向上的升力，一松手竹蜻蜓就飞向天空。升力与重力平衡时能在空中悬停，待空气动力的阻力矩使转速衰减，升力降低到小 ...

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