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數學學習樂園之五十四(直線運動)

2009-03-10 18:42:44      下載試卷

  從18世紀末一直到差不多19世紀末,工業革命時期出現了各式各樣的機械裝置,其中許多都與蒸汽機的發展息息相關.工程師的設計目標,是要制造出摩擦力最小的直線運動機械裝置.雖然這些機械所作的運動可能無法滿足純數學家對“直線”的要求,但重要的是,這些機械能實際應用!這也就足夠了.

  1784年,瓦特(James Watt)用兩根等長的桿子AB與CD,與一根較短的桿子相連,如圖1.A與D為固定的樞軸,當這個連桿上下移動時,BC的中點P所形成的軌跡近似于一直線.但如果將BC作更大距離的上下移動,得出P點的完整軌跡,就可以發現,其實它與直線相去甚遠!

  這種連桿的運動方式稱為瓦特平行運動,現在在英國的約克鐵道博物館(York Railway Museum)內收藏的一臺蒸汽機就是利用這種連桿的實例.

  1850年,契比雪夫(Tchebycheff)制造了一種類似的連桿,能作相當接近于直線的運動.他用了AB與CD兩根等長且互相交叉的桿子(圖2),并調整了BC與AD的距離.請使用硬紙板制作這種連桿,并用一支鉛筆找出BC中點P的軌跡.
 

來源:網絡

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