維基少年:事物如何運作/斜面
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斜面是任何傾斜的表面,比如滑梯或斜坡。斜面是六種簡單機械之一。它是一個平面,兩端處於不同的高度。斜面是一個不總是移動的機器。
誰發明的?
斜面存在於自然界中,因此從某種意義上說,沒有人創造了它們,它們只需要被注意到。例如,山形成斜面,動物用它們來攀爬。它們通常會選擇不太陡峭但更長的路徑來節省精力(功率)。
樓梯是一種斜面。最早已知的樓梯之一是作為圍繞現今耶利哥市特爾·埃蘇爾坦的城牆的一部分建造的。這些樓梯是在公元前 8000 年左右建造的。在公元前 2500 年左右的埃及,人們認為人們用土坡作為移動金字塔重石的方法。
它是如何工作的?

斜面使抬起重物(如岩石)更容易。您可以透過將岩石推上斜坡來從其原始位置將其抬升,而不是直接將其抬升。但有一些需要考慮的因素,物體必須移動的距離總是增加(不是直線垂直),並且一些能量消耗在與表面的磨損中。在陡峭的斜坡上,推動岩石會更難,但您不必推動它那麼遠。如果您推它到一個不太陡峭的斜坡上,它必須更長。因為功是力乘以距離,所以功的量基本上保持不變,在陡峭的斜坡上,推動岩石/負載會更難,但您不必推動它那麼遠。在使用較小的力並有更多時間的情況下,可能存在經濟利益,因為負載可以很容易地使其在斜面上靜止,這在直線垂直升降中將更難或甚至不切實際。
它有多危險?
像所有其他放大力的簡單機器一樣,它可能是危險的。如果您在滑梯上滑得太快,您可能會失去控制並受傷。雪崩和泥石流是由於斜面的力量而造成的一種危險自然災害。如果你沿著一個非常陡峭的斜面滑下,你可能會受傷。
它有哪些變化?
有許多基於斜面原理的裝置。
斜坡和滑梯是斜面的一個常見例子。斜坡使人們能夠到達垂直攀爬太難的高度。滑道和滑梯讓人們和事物從高處安全地降落。消除滑梯的摩擦會增加物體在滑梯上向下移動的最大速度。因此,滑梯是最常見和最受歡迎的娛樂形式之一,在世界各地的遊樂場都很常見。在滑雪運動中,參與者利用自然提供的山坡斜面加速到極高的速度。
房子的屋頂通常是斜面。傾斜使它能夠排出水和雪。
水輪利用安裝在旋轉輪上的斜面從移動的水中獲取能量。它們將水的力轉化為轉動軸的扭矩。類似地,帆利用移動空氣的動量來驅動車輛,風車捕捉風以圍繞軸轉動一組帆進行工作。
飛機機翼透過重新引導橫向運動產生的動量來提供升力。空氣在機翼頂部流動的速度快於它在底部流動的速度。螺旋槳是斜面,它們透過將旋轉運動轉化為推力來傳遞功率。
另外六種簡單機械中的兩種基於斜面。楔子是一種複合的行動式斜面。它由兩個在邊緣相遇的斜面組成。螺釘是一個纏繞在圓柱體上的斜面。
它如何改變了世界?
它改變了世界,使重物更容易抬升,因此人們可以消耗更少的能量。
在它被創造之前,必須開發哪些想法和/或發明?
斜面是一個如此簡單的機器,它不需要任何先前的發明。它與關於重力、動量、力和能量的基本概念平行。