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第20章 分科技乐园(2)
稀土元素其实并不稀少。在自然界中，这类矿物很多，有250多种。我国拥有丰富的稀土资源，总储量占世界第一位。稀土元素由于原子结构特殊，能与其他元素结合，形成品种繁多，功能用途各异的新型材料，因此被称为“现代工业的维生素和神奇的新材料宝库”。随着科技的发展，稀土王国的这17个兄弟将发挥越来越大的威力，为人类作出贡献。
最小的汽车有多小
科技的进步，特别是纳米材料的出现，让最小的汽车变成了现实。这是一辆真正的“小”汽车，在这篇文章一个字所占的面积上，可以停放约1亿辆。据测量，这辆车只有4纳米长，还不到头发丝直径的万分之一。因为它的体积太小了，甚至即使有两万辆车并列行驶在一根头发上也不会发生交通拥堵。
这辆纳米车看起来像哑铃一样，车身是由碳原子、氢原子和氧原子组成的。和真正的汽车一样，它的部件齐全，除了底盘、车轴，还有4个能够转动的轮子。它的发动机是一对结合在一起的碳分子，用特殊波长的光照射时，分子能向一个方向旋转。有了这种发动机，纳米车每分钟能跑2纳米远，能在凹凸不平的原子表面快速行进。有趣吧！
汽车轮胎上为什么会有花纹
你注意过吗，不论是大卡车、小汽车，还是公共汽车、自行车等，它们的轮胎上都有许多整整齐齐的花纹。轮胎上为什么要有各种凹凸不平的花纹，仅仅是为了好看吗？
给轮胎加上花纹，当然不是为了好看，而是防止车轮在行驶时打滑。这些整齐的凹凸花纹，让轮胎与地面的接触面积大大增加，轮子与地面之间的摩擦力也增大，这样不易打滑。另外，还可减小车辆在行驶中发出噪音。如果轮胎上没有这些花纹，车辆便无法正常行驶，也没法快跑。冬季如果道路上积雪，为了避免打滑，安全行驶，人们还要在轮胎上缚上铁链，目的也是尽可能多地增加摩擦力。看来，轮胎上不起眼的花纹自然有它的科学道理，没有它还真不行。
汽车的替代燃料有哪些
目前，汽车使用的燃料是汽油和柴油等，它们在燃烧的过程中会产生大量一氧化碳、硫氧化物等，这些废气毫不留情地污染着大气环境；而且，它们都是石油产品，石油又是不可再生的资源。在讲究低碳环保的今天，开发新的替代燃料势在必行。
目前，替代燃料有天然气、酒精、甲醇、丁醇等。天然气的主要成分是甲烷，充分燃烧后有害物质排放低，和石油相比，天然气生成周期短，并且探明储量也比较大，是目前三大能源之一；酒精又叫乙醇，可以利用蔗糖生产；甲醇来源很广，可从玉米、大豆中制备；而丁醇是一种高能量生物燃料，它的原料竟然是甜菜。替代燃料取材广泛，清洁无污染，利用效率高，具有很大的发展前途。
有会飞的汽车吗
会飞的汽车，听起来不错，如果遇上堵车，就可以“嗖”的一下冲上天去，跃过无数停滞不前的汽车，真棒！美国一家公司研制了一种飞行汽车，它不仅可以在公路上行驶，还可以在空中穿梭往来，能解决恼人的交通堵塞问题，很受人们的欢迎。
想飞行时，只要按下一个按钮，它就能在15秒内变身成小型飞机，经短距离助跑后就可一飞冲天。它，每小时可飞行185千米，最远可飞800千米。这种汽车好是好，不过要想驾驶它可不那么容易，你需要两照在手，除了要考驾驶执照，还要得到空管部门颁发的飞行执照。如此酷的飞行汽车，价格自然也不会低，预计售价20万美元。开着这种会飞的汽车，该是多么惬意和刺激啊！
有没有五个轮子的汽车
一般来说，大多数的汽车都是四轮的，即便有些载重汽车在后轮上增加了轮胎，成为双轮胎，它也属于四轮汽车。那么，世界上真的存在五个轮子的汽车吗？是的，的确有这样的汽车，只是它们主要用在矿山工地上，平常我们很少见罢了。
五轮汽车都是载重量超过一二百吨的大型卡车，它们一般都是短途运输，经常需要转弯、掉头，而它们的体积又太大了，如果依然采用四轮设计，就会很笨重。为此，汽车工程师专门设计了第五个轮子，这个轮子可收可放。当卡车直线行驶时，可以把它收起来；当需要转弯或掉头时，就放下第五个轮子，原来的两个前轮同时被一起抬离地面，这时，大卡车就成了名副其实的“三轮车”，转弯、掉头也就灵活多了。
人可以在水面上行走吗
提上一口气，一施展轻功，脚尖踩着水面“刷”地一下子就过去了，到对岸面不改色，也不喘气，而且身上一点水滴都没有。武侠小说中的“水上飞”绝技让我们大开眼界。那么，人到底可不可以在水面上行走呢？
日前，美国一家公司研制出一种水上代步工具——“水上跳跃者”，它由航空铝材和玻璃纤维制成，可以折叠，携带十分方便。在驾驶时，双手紧握操纵柄，站在装有弹簧的脚踏板上跳动，这样踏板就能起到“鳍”的作用，从而推动整个装置像一艘船那样前行，速度每小时可达27千米呢。借助这个工具，人们蹦蹦跳跳之间，就能在水面上往来穿梭、行走自如，不仅带来了无穷的乐趣，还能锻炼身体，其中的感觉一定妙不可言。
什么是网络汽车
网络汽车是高科技打造的产物，它综合了现有的计算机硬件与软件技术，包括卫星全球定位、无线通信、网络访问、语音识别、平面显示、夜视等技术，真正实现了人车对话，通过声音来进行控制。也就是说，驾驶员不用伸手去敲打键盘，只需要说出指令，电脑就能按照要求执行指令，实现自动化操作。
网络汽车还是一个十分便捷的服务站。通过GPS，汽车可以确定自己的位置，选择更好的行车路线到达目的地，避免交通拥堵。如果想查阅一下电子邮件，只要按一下汽车内的键盘，电子邮件就会被读出来，你直接用耳朵收听就可以了。其实，网络汽车是汽车智能化的一个方面，它集交通、移动办公和娱乐于一体，将逐步走进我们的生活。
汽车可以潜水吗
在007影片《海底城》中，邦德驾驶汽车一头冲进了大海，在水中它居然变成了一艘潜艇，不仅能正常航行，还可以发射鱼雷和导弹。那么，现实中真有这样的潜水汽车吗？
“斯库巴”就是目前瑞士研制出的一款潜水汽车，它平时与普通汽车一样，能够在公路上飞速行驶，时速可达120千米。在必要时，只要一按按钮，便可以潜入10米深的水下，展开一趟精彩的海中之旅。不过，要提醒你一下，在下潜之前，最快戴上面镜，准备好氧气瓶。“斯库巴”之所以能潜水，是因为尾部装有3台发动机，其中的2台是专门用于水下的。据说，“斯库巴”一问世，就被好莱坞的大牌导演看中，它有可能被用到007系列电影中，成为邦德耍酷的新道具。
F1赛车为什么速度很快
世界上最出色的赛车，就是F1方程式赛车，简称F1赛车。这种赛车从静止加速到时速100千米，只要一眨眼的工夫，这主要归功于疯狂旋转的发动机。发动机由6000个零件组成，每一颗螺丝都精雕细琢。在全速飞驰的时候，差不多每分钟转19000转，吼出的声音高达160分贝，这气势连巨无霸波音747飞机也自愧不如。
可以说，方程式赛车是速度的较量。除了发动机的卓越性能，还和赛车的结构有关。与普通汽车不同，方程式赛车的车身较矮，前面装有一块薄板，车轮比较宽大。这种流线型设计，有利于减少空气阻力，增加速度。不仅如此，在赛车的头部和尾部，还设计有翼型的扰流板，它可以防止气流下钻，让赛车轮胎与地面紧紧相贴，增加赛车的稳定性。
什么是磁悬浮列车
速度高达每小时500千米，车厢悬浮在空中，早上在北京，中午就到上海，全程只要3个小时。真是好棒的感觉！磁悬浮列车是一种新型的交通工具，它并不是飞在空中，它也有轨道，是悬浮在轨道上飞驰。
磁悬浮列车是利用磁铁“同性相斥，异性相吸”的原理制成的。列车上装有电磁体，铁轨底部则安装着线圈。通电后，地面线圈产生的磁性与列车上的磁性相同，由于“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两边也装有线圈，线圈通电变为电磁体，它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。磁悬浮列车不仅速度快，而且安全、平稳、舒适、无污染，乘坐它你就可以体会平地飞行的感觉了。
自行车骑起来为什么不倒
自行车是一种常见的交通工具，我们骑着它休闲旅游或上下班，既有利于健康，又有益于环境！你知道它骑起来为什么不倒吗？
让我们从陀螺说起吧。把陀螺放在地上，它站不住。可是，当它旋转起来时，就一直保持立着的姿势，并且转得越快，立得越稳。这是因为陀螺在旋转起来后，就具有了一种稳定性，让它能保持转轴方向不变。我们骑车时，自行车受力，使车轮转动起来，轮子一转，就像两个陀螺，能保持原来的转轴方向，使车子不歪倒。轮子转得越快，稳定性就越好，车就越不易倒；相反，轮子转慢了，就不稳定，容易摔倒了。在车发生倾斜时，我们可以利用车把调节一下平衡，身体应向同一方向倾斜，这样就不会摔倒了。
为什么有些自行车能变速
我们知道，自行车是一种传动式机械，它之所以能向前运动，是因为有齿轮和链条。只要轻踩脚蹬转动链轮，通过链条就能带动飞轮，飞轮再通过后轴将力传给后轮，这样车子就向前运动了。
据研究，踩脚蹬速度不变，只要改变自行车后轮轴上的飞轮直径，就可以变化车速了。与普通自行车不同，变速自行车上采用的是多级飞轮，即装有3-5对大小不一的飞轮。在前进时，只要一拨动把手上的变速器，使链条从原来啮合的一对齿轮上转换到另一对直径不同的齿轮上，速度就会改变。一般来说，换挡到大的链轮和小的飞轮上时，可以在平路上快速行驶；换挡到半径小的链轮和大的飞轮上时，可方便爬坡。这就是自行车分挡变速的道理。
为什么要修建地铁
“原来需要1小时的路程，坐地铁只要20分钟，而且四通八达，想去哪儿都可以。”坐过上海地铁的人都这样感叹。地铁是现代城市交通中很重要的一个组成部分，已经有100多年历史。那么，为什么要修建地铁呢？
实践表明，将铁路建在地下，既可以节省地面空间，还可以减少地面的噪音。由于地铁速度快，车次多，行车速度稳定，客运量大，方便舒适，大家都乐于搭乘。一般的汽车使用汽油或石油作为能源，而地铁使用电能，没有尾气排放，更不会污染环境。在全球暖化的今天，地铁无疑是一种最佳的交通运输工具。此外，在战争时，地铁还是理想的防空场所。由于有这么多的优点，所以，世界上大多数大城市都有地铁。
铁轨为什么隔一段距离就留一点空隙
哐当，哐当——火车一开动，每隔一段时间，就要哐当响一次，惹得人休息不好。这恼人的声音其实是火车的车轮与钢轨的缝隙边缘碰撞产生的。那么，为什么钢轨间要留一点空隙呢？
原来，每节钢轨之间留有缝隙，是为了热胀冷缩时，钢轨有伸缩的空间。我们知道，不同的物体都有热胀冷缩的现象，温度升高，体积就增大；温度降低，体积就缩小。同样，当温度变化时，钢轨的长、宽、高都会随着变化。如果钢轨之间严丝合缝，天气炎热时，钢轨长度增大就会拱起；天冷时会出现衔接不稳，甚至断裂的情况。为了行车安全，就必须在钢轨之间预留一点缝隙。但是，带来的负面影响就是，行驶过程中会有“哐当”的声音和轻微的颠簸。
为什么水陆两栖公交车能下水
不好，一辆公交车冲入河中！不过，别担心，这不是事故。来自荷兰的这款公交车是水陆两栖的，它能稳稳当当地浮在水面上，劈波斩浪地向前行驶。其中有什么奥秘呢？
与普通的公交车相比，水陆两栖公交车有点独特：它的车身比较高，车底向上翘，要是没有车底下的车轮，它就像一艘船！车身前部翘得特别厉害，便于在水里前行。而且，车身是利用密度较小的高分子材料制成，重量较轻，车底有一个大的空腔，这些构造都便于公交车漂浮在水面上。此外，公交车的尾部还有几个螺旋桨，它在水中的时速约为15千米。无论是陆路还是水路，它都能畅行无阻，让游客全方位领略城市风光，因此深受青睐。难怪游客都争先恐后地乘坐呢。
气垫船为什么也能在陆地上行驶
在成龙主演的电影《红番区》里，一艘威猛无比的气垫船在大街上横冲直撞，给我们留下了很深的印象。气垫船怎么跑到了陆地上，速度还那么快？
原来，气垫船在行驶时，会向下喷出又急又快的气流，把船身托了起来，在船和水之间形成一层空气，好像气垫一样。同时，它身后装有两台大“风扇”——螺旋桨推进器，会产生巨大的推力，推着船漂离水面，以极高的速度滑行。与普通船只相比，气垫船行动不受约束，不论是水面还是陆地，只要表面比较平，它想去哪儿就去哪儿。即便遇到了泥滩、沼泽，它也不怕，照走不误，堪称“神行太保”。除了直升飞机外，几乎要数这种船能到达的地方最多了。气垫船在军事上被广泛使用。
轮船不烧油能航行吗
轮船靠发动机航行，不烧油怎么能行呢？可说起燃烧石油，不但消耗宝贵的地球资源，而且污染环境。那有没有不烧油也可以正常运行的船呢？
先说太阳能船吧。它利用太阳能电池发电，把电能传送给电动机，从而带动螺旋桨，推动船前进。一般来说，太阳能船都是供游览用的，由于成本较高，还没办法普及。还有，核动力船也不烧油，但它“烧”的是铀。我们知道，铀是一种核燃料，在船的核反应堆中进行核裂变反应，放出大量热能，再传给蒸汽机，驱动船的螺旋桨使船前进。核动力船有很多优点，比如马力大，航行时间长。此外，帆船也值得一提。帆船上的帆就像一双巨大的翅膀，把风兜起来，风推着帆，于是船就向前开动了。
为什么有些轮船会长着“大鼻子”
现在，不管是货船、油船、客轮，还是万吨级以上的运输船，在它们的船头下部，都有一个圆鼓鼓的“大鼻子”，看上去非常突兀，这个玩意儿到底有什么作用呢？
在造船学上，这个“大鼻子”被称作“球鼻艏”，是用来提高航速的。它为什么能够提高船舶的航速呢？原来，它可以减少船舶航行时的阻力。轮船在航行时，船体与水摩擦，会掀起一阵阵波浪。这种波浪是船舶航行中的一种主要阻力，名叫“兴波阻力”。而这个圆鼓鼓的“大鼻子”，随着船身的前进，也会产生一种波浪。这种波浪和船体掀起的波浪正好能够相互抵消，使兴波阻力下降。这样，轮船的航速就提高了。轮船的“大鼻子”有很多种，其中要数水滴型应用得最广泛。
破冰船为什么能破冰