“11小课堂开课啦!”
11与杜无忧商议过后,它化身课堂讲师为诸朝讲授物理学的发展与起源、三轮车、电动车的运转原理。
天幕下,众人只见那看上去连巴掌大都没有的系统11,手中拿着比它身体还大的教鞭,头顶上带着金灿灿的小太阳,身后背着一双不停扇动的透明小翅膀,脸上扬起笑容,慈祥又可爱。
众人新奇地看着它在天幕上飞来飞去,时不时地和左下角小窗口里的杜无忧说话,接着扫了几眼诸朝。
直到天幕上光影渐渐凝实成一行字,‘物理的起源与发展’。
秦,嬴政沉吟道:“物理?”
底下还有王翦、冯去疾、尉缭、冯劫,蒙毅、姚贾、李信等大臣,除在外统兵的王贲和镇守边疆的蒙恬,其余大臣全在咸阳宫。
嬴政一趟后世之旅赚了310积分,分别兑换了10公斤的稻种和5公斤的土豆,已经吩咐治粟内史下去播种,精心照料,不日便可收获。
11切换投影,“物理一词源于希腊文,原指自然。物理是研究物质、能量及其相互作用的自然科学。它探究宇宙的基本规律,从微观粒子到宏观天体的运动、性质和变化。”
11投影的图片不停变化,从微光粒子电子、夸克到宏观恒星、星系。
众人目光自11身上抽离,它化作城市小点,继而国家、地球渐缩,太阳黯淡,最终融入旋臂舒展的璀璨星系旋涡。
原来人类在这个宇宙里如此的渺小!
唐,贞观
李世民凝视着天幕里的地球缩影,恰似一颗完美无瑕的琉璃球,悬浮在幽暗中。
难道说这就是天地形状吗?他们就生活在一颗蓝色的球上?
唐朝人对天地形状的理解以浑天说为主流,认为天地如同鸡蛋——天是浑圆的蛋壳,地是中间的蛋黄状球体。张遂等人继承汉代张衡的浑天说,提出天如鸡卵,地如卵黄,认为地球是悬浮于宇宙中的球体,天体绕其运行。
11:“而在古代文学中,物理的含义与现代不同,更多指事物的道理、规律或自然现象的本质,常蕴含在诗词、散文等作品的哲理表达中。”
它举了几个物理在散文,古诗里的阐释:“杜甫的《曲江二首》中的诗句‘细推物理须行乐,何用浮名绊此身’,这里的物理指推究自然与人生的规律,劝人顺应天理、放下虚名。”
与此同时,刚入仕的杜甫读着这句陌生而又熟悉的诗句,沉郁顿挫的风格令他惊讶,到底发生了什么?他才会写这样的诗?
“《庄子·秋水》:顺物之理,强调顺应自然法则;《淮南子·览冥训》:耳目之察,不足以分物理,指仅凭感官难以洞悉事物本质规律。古代文学中的物理更侧重感性认知与哲学思辨,常服务于抒情或说理;而现代物理学是基于实验和数学的实证科学。”
11接着道:“明白了物理的含义,我们来深入探讨三轮车、汽车、微耕机启动和运动的核心原理:牛顿力学与能量转换。”
牛顿第一定律几个大字浮入天幕,11播放木块实验视频:把小木块放在超级光滑的桌面,像冰面一样滑,如果不去推它,木块就老老实实地待在原地;用力推一下,木块滑出去后,会一直往前滑,直到碰到东西或者桌面不够光滑才会停下。
“物体要么一直安静地待着,要么一直匀速滑动,除非有外力改变它的状态。见过冰面的同学可以想象一下,在冰面上推箱子或者其它物体,推一下能滑很远。”
刘彻:“为何?”
11解释道:“因为冰面光滑,摩擦力较小,箱子不容易停下。”
“摩擦力?”
“在日常生活中,你尝试推桌子,推起来很费力,是因为桌子和地面之间有阻止你的“阻力”,这就是摩擦力。它是两个相互接触的物体,在相对运动时,接触地面产生的阻碍运动的力。”
李世民明了:“原来这叫摩擦力。”在他身后还有一群学习的大臣和手中毛笔不停书写着的史官们。
“所以牛顿第一定律就是物体在没有外力作用时,保持静止或者匀速直线运动状态。而车辆启动需要力来克服静止惯性,行驶过程中关闭动力会逐渐停下。”11总结道。
“这世上有地方能让小方块保持静止,或是一直滑动,永不停止?”沈括求知若渴,拿着纸笔向11问道。
“有的,假设小方块在外太空漂浮,远离所有星球,也不接触任何物体。静止的小方块会永远地飘着不动,被推一下后,它会一直朝着一个方向匀速飞行,直到被其它天体的引力抓住才会改变路线。”天幕应景的投放外太空中卫星运动的视频。
外太空!嬴政的目光迸出惊异的光芒,是他们朝代达不到的高度,那后世呢?
“接下来是牛顿第二定律。”11的教鞭敲了敲天幕。
视频投放:轻轻推同一块木块,木块慢慢移动;使劲推它,木块‘嗖’地一下冲出去,速度快很多。用同样的力气推木块,先推小木块,它一下子就滑远了;再推绑了重物、变重的大木块,它只移动一点点,速度很慢。
“想让物体加速,用力越大,它跑得越快;物体越重,同样的力就越难让它加速。比如搬小凳子轻松,搬大柜子却很难。”
“这是启动和加速的核心。发动机产生的力必须大于阻力包括摩擦、空气阻力等,才能使车辆产生向前的加速度。质量越大,获得相同加速度所需的力越大”
牛顿第三定律实验视频里,两块大小差不多的木块,用力让它们面对面快速滑向对方,撞在一起。这时会看到两块木块都被弹开,而且木块碰撞的边角还会有点磨损。
11:“两个物体相撞时,它们会互相施加同样大小、方向相反的力。就像玩碰碰车,两车相撞,两车的人都会感觉被震到,因为车在互相推对方。”
“驱动轮也叫主动轮,一般是后轮,向后推地面,产生作用力,地面则给驱动轮一个向前的反作用力,推动车辆前进。没有这个反作用力,如在光滑冰面上,轮子只会空转,车辆无法前进。”11论述投放视频里的内容,这些视频的具体指示让诸朝学者更容易理解车辆运行的原理。
但部分老学究可不是这么想的,他严厉呵斥观看的门生们,满嘴不屑与高傲:“我看着天幕也不是什么好货,净教些奇淫巧技!回内院去,都不准学!违者逐出书院!”
门生甲不服气地撇嘴:“我觉得天幕讲的挺有道理。”
“少说两句!”门生乙捂住他的嘴,心里的想法却是一样。
明,洪武
朱元璋看了半天,实在忍不住,小声嘟囔道:“前面的道理大家都知道,在日常生活中随处可见,为何要叫这劳什子的牛顿定律?”
11往诸朝的方向扫了眼,“这时候就有人觉得奇怪了,这么简单的道理为什么要叫牛顿定律?”
“重点来了,各位注意听。牛顿的突破:用科学方法论重构运动规律,数学翻译自然,把感觉和现象变成公式。”
“从前,人们知道推石头比推木头费劲,然后总结经验,却说不清力、质量、加速度的关系。牛顿用F=ma,力=质量×加速度把经验变成可计算的语言。比如同一力推10kg和20kg的木块,后者加速度是前者一半,这能用公式直接算出来,而不是靠感觉。”
第一定律(惯性定律):F合=0
第二定律:F合=ma
第三定律:F=-F'
随后,11打开投影的天幕,将所讲的物理知识相关的知识,放置到史籍一侧,里面有更加全面、简单的解释,方便诸朝民众阅读学习。
“类比一下就是古人知道候鸟南飞,但牛顿像发明了候鸟定位系统,能用公式预测它们何时飞、飞多快。”
打开物理书籍看了半天,看得一头雾水的刘彻,密密麻麻的公式像张牙舞爪的鬼神符号,他捂着又闷又胀的脑袋:“我怎么看不懂?”
而沈括、宋应星一众犹如荒漠里饥渴的旅人看见了宝贵的水源,一头扎进物理书籍里,孜孜不倦的阅读着,手中则不停的将公式记录在册。
11正经的咳了两声,“扯远了。”
“接下来要讲的是能量守恒定律。”
“在一个封闭系统中,总能量保持不变。对于车辆系统,通常不是封闭的,因为有燃料和废气交换,发动机将燃料的化学能转换为热能、燃烧,再通过热机循环将热能转换为驱动轮的机械能、动能和旋转动能。”
11挥挥手,更新投影功能:“现已开启点读功能,哪里不会点哪里?每一页、每个名词都有详细具体,符合读者当下情境的解释和视频!妈妈再也不用担心学不会啦!”
春秋战国
墨家各派系齐聚一堂,巨子心念一动,热能二字化为详解视频:热能是物体由于内部分子、原子等微观粒子的热运动而具有的能量……获取方式包括热传递:通过传导,如手摸杯子……
他眼睛一亮,“可谓是简洁易懂!”随即大手一挥号令墨家弟子运用点读功能学习现代物理知识。
11:“热力学第一定律:应用于内燃机:燃料燃烧释放的热量,一部分转化为活塞运动的机械功,一部分成为废气和冷却液带走的热量。”
“内燃机循环包括奥托循环的汽油机、狄塞尔循环的柴油机:通过进气、压缩、做功,燃烧膨胀、排气四个冲程,将燃料的化学能,通过燃烧产生高温高压气体,转化为活塞的往复直线机械运动。这是绝大多数车辆和微耕机的核心动力源”
唐
纵是上官婉儿再饱读诗书、聪慧过人,一时半会也难以容纳庞大的物理知识体系。
武则天坐姿挺拔,双手交叠于腹前:“朕现在对天幕的目的是越来越感兴趣了。”她莞尔一笑,眼角隐约能看出岁月的痕迹:“如果还有到后世的机会,无论如何都要争取!”
“是,陛下!”毕竟获得了积分才能兑换系统商城里的好东西。
11舞动着小翅膀从天幕左边飞到右边,“除此之外,扭矩决定了车辆的牵引力和起步能力。低速高扭矩对于微耕机耕作、车辆爬坡或重载起步至关重要。功率≈扭矩*转速。齿轮基础的杠杆原理:齿轮本质上是旋转的杠杆。变速箱通过不同大小的齿轮组合,改变扭矩和转速。”
天幕上浮现共享电动的图片,“电启动的车辆与电磁感应也就是法拉第定律有关,启动电机本质是直流电动机,利用电流通过电枢绕组在磁场中受力产生旋转扭矩。发电机则利用电磁感应原理,导体切割磁感线产生感应电动势。”
“蓄电池化学能则是储存化学能,启动时放电转换为电能驱动启动电机。”
宋
赵匡胤看着满屏幕的公式,头疼的闭上眼睛,“你说这牛什么顿,他们的脑子是怎么长的?想得这么多?”
11可不管他们头疼不头疼的,“所以三轮车启动分为两种:人力启动是由骑行者腿部肌肉收缩做功,化学能→生物能→机械能,通过脚踏板和曲柄产生扭矩,驱动链轮旋转。而电动则是接通电源或电池,电流流过电机,电机转子产生扭矩。”
“车辆启动方式有三种:电启动系统:钥匙/按钮接通电路,蓄电池,化学能→电能,供电给启动电机。启动电机:电流通过电机,电磁感应、洛伦兹力,产生巨大扭矩,通过小齿轮驱动发动机飞轮齿圈。发动机启动:飞轮带动曲轴旋转,启动进气、压缩、点火/喷油压燃、做功冲程。一旦发动机成功自行运转,启动电机断开。”
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