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“周末我们去游乐场体验下新开设的摩天轮吧!”阿呆兴致勃勃地跟爸爸说着,“摩天轮转到高处,就可以看到很远很远的地方。”爸爸回应道:“当然好啊!在摩天轮上,我们還能从不同角度鸟瞰城市的美景,确实是个不错的体验。”
数学看点1 转动的摩天轮
远远望去,摩天轮和古老的灌溉工具——水车十分相似,但摩天轮和水车在材质、原理、功能等各个方面都完全不同。
常见的摩天轮有重力式摩天轮和观景式摩天轮两种。
重力式摩天轮座舱的顶端被吊挂在转轮外沿上,就像妈妈佩戴的耳坠那样垂下来。因为它通过重力来维持座舱的平衡,每一个座舱可以承载的人数有限,大约是4~6人。中国的南昌之星摩天轮就是典型的重力式摩天轮。
而观景式摩天轮的座舱则被完全固定在轮轨上,就好像是妈妈的耳钉贴附在耳垂上一样。座舱像一辆稳固的观光巴士,可以承载20多名游客,运行起来也非常平稳。新加坡的“飞行者”和英国的“伦敦眼”就是观景式摩天轮。
数学看点2 摩天轮的安全转速
摩天轮的主体是一个垂直转动的钢制转轮。伦敦的地标建筑——观景式摩天轮“伦敦眼”,重约1600吨,高135米。在它的转轮外圈等距离地悬挂着32个观光舱,每个观光舱可以坐25个人左右。
乘客络绎不绝,但多数摩天轮是不会停止转动的。乘客需要在摩天轮保持转动的情况下自如地上下,那转速到底是多少才能保证安全呢?
这个速度必须通过实验才能确定:首先,必须让摩天轮持续旋转;其次,要在转轮转动的情况下上下游客。为了便于测试,工程技术人员建了一个模型,他们尝试了不同的逮度以及不同高度和宽度的座舱,最终找到了合适的转速。
实验结果表明,如果转速高于每分钟33米,游客进入座舱时就会跌倒。对于坐在观光舱里的游客来说,每分钟12米左右的运行速度,可以让他们从容自如地出入观光舱。
刚才说到的“伦敦眼”在通常情况下,转一周需要30分钟左右,那它的转速大概是多少呢?我们一起来计算一下:
“伦敦眼”的圆周周长大约是:L=πd=3.14 xl35≈424(米)
那么它的转动速度是:V=L÷t=424÷30≈14(米/每分钟)≈0.24(米/每秒)
我们的计算结果和“伦敦眼”官方公布的回转速度每秒0.26米十分接近。
数学看点3 转得高,看得远
新加坡的飞行者摩天轮高约165米,相当于42层楼高,比“伦敦眼”还要高30米。据说,坐在这个摩天轮里可以将新加坡美丽的海湾、高耸的大楼尽收眼底,甚至马来西亚和印度尼西亚部分岛屿的大好风光也可以收入眼帘。这真的能实现吗?
新加坡地形平坦,平均海拔只有17米,再加上摩天轮的高度,大约为17+165=182米。从飞行者摩天轮的顶端望出去,根据公式计算,我们大致可以看到50千米远的地方。
这样看来,在晴空万里的情况下,从飞行者摩天轮的顶端看到近邻马来西亚及印度尼西亚部分岛屿确实是有可能的!
知识小链接
无辐式摩天轮
传统的摩天轮中间有轴,而无情式摩天轮就像一枚漂亮的戒指,中间没有任何支撑。世界上最大的无辐式摩天轮是中国潍坊白浪河大桥核心景观“渤海之眼”摩天轮。
数学看点1 转动的摩天轮
远远望去,摩天轮和古老的灌溉工具——水车十分相似,但摩天轮和水车在材质、原理、功能等各个方面都完全不同。
常见的摩天轮有重力式摩天轮和观景式摩天轮两种。
重力式摩天轮座舱的顶端被吊挂在转轮外沿上,就像妈妈佩戴的耳坠那样垂下来。因为它通过重力来维持座舱的平衡,每一个座舱可以承载的人数有限,大约是4~6人。中国的南昌之星摩天轮就是典型的重力式摩天轮。
而观景式摩天轮的座舱则被完全固定在轮轨上,就好像是妈妈的耳钉贴附在耳垂上一样。座舱像一辆稳固的观光巴士,可以承载20多名游客,运行起来也非常平稳。新加坡的“飞行者”和英国的“伦敦眼”就是观景式摩天轮。
数学看点2 摩天轮的安全转速
摩天轮的主体是一个垂直转动的钢制转轮。伦敦的地标建筑——观景式摩天轮“伦敦眼”,重约1600吨,高135米。在它的转轮外圈等距离地悬挂着32个观光舱,每个观光舱可以坐25个人左右。
乘客络绎不绝,但多数摩天轮是不会停止转动的。乘客需要在摩天轮保持转动的情况下自如地上下,那转速到底是多少才能保证安全呢?
这个速度必须通过实验才能确定:首先,必须让摩天轮持续旋转;其次,要在转轮转动的情况下上下游客。为了便于测试,工程技术人员建了一个模型,他们尝试了不同的逮度以及不同高度和宽度的座舱,最终找到了合适的转速。
实验结果表明,如果转速高于每分钟33米,游客进入座舱时就会跌倒。对于坐在观光舱里的游客来说,每分钟12米左右的运行速度,可以让他们从容自如地出入观光舱。
刚才说到的“伦敦眼”在通常情况下,转一周需要30分钟左右,那它的转速大概是多少呢?我们一起来计算一下:
“伦敦眼”的圆周周长大约是:L=πd=3.14 xl35≈424(米)
那么它的转动速度是:V=L÷t=424÷30≈14(米/每分钟)≈0.24(米/每秒)
我们的计算结果和“伦敦眼”官方公布的回转速度每秒0.26米十分接近。
数学看点3 转得高,看得远
新加坡的飞行者摩天轮高约165米,相当于42层楼高,比“伦敦眼”还要高30米。据说,坐在这个摩天轮里可以将新加坡美丽的海湾、高耸的大楼尽收眼底,甚至马来西亚和印度尼西亚部分岛屿的大好风光也可以收入眼帘。这真的能实现吗?
新加坡地形平坦,平均海拔只有17米,再加上摩天轮的高度,大约为17+165=182米。从飞行者摩天轮的顶端望出去,根据公式计算,我们大致可以看到50千米远的地方。
这样看来,在晴空万里的情况下,从飞行者摩天轮的顶端看到近邻马来西亚及印度尼西亚部分岛屿确实是有可能的!
知识小链接
无辐式摩天轮
传统的摩天轮中间有轴,而无情式摩天轮就像一枚漂亮的戒指,中间没有任何支撑。世界上最大的无辐式摩天轮是中国潍坊白浪河大桥核心景观“渤海之眼”摩天轮。