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-本文為網(wǎng)絡(luò)收集精選范文、公文、論文、和其他應(yīng)用文檔,如需本文,請下載-車輪上的物理論文本文從網(wǎng)絡(luò)收集而來,上傳到平臺(tái)為了幫到更多的人,如果您需要使用本文檔,請點(diǎn)擊下載按鈕下載本文檔(有償下載),另外祝您生活愉快,工作順利,萬事如意!隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,我們的生活已越來越密切地與車輪結(jié)下了不解之緣。關(guān)于車輪上所蘊(yùn)涵的科學(xué)原理也成了課堂上經(jīng)常提起的話題,但其中往往存在一些模糊認(rèn)識(shí)甚至誤解之處,為此,我們擇要討論以下幾個(gè)問題。1.車輪滾滾,無論是自行車還是汽車,其車輪都可區(qū)分為驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪,靜摩擦力扮演什么角色,物理課上老師往往這樣陳述:驅(qū)動(dòng)輪受到的靜摩擦力是車前進(jìn)的動(dòng)力,導(dǎo)向輪受到的則是阻力,其實(shí)并不盡然。設(shè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)力矩(順時(shí)針方向),驅(qū)使它向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)輪胎的觸地處與地面因有相對滑動(dòng)趨勢,使驅(qū)動(dòng)輪受到向右的靜摩擦力。這個(gè)靜摩擦力究竟扮演了什么角色呢?先來看看它對轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,一般動(dòng)力矩是很大的,如沒有摩擦力,驅(qū)動(dòng)輪就會(huì)轉(zhuǎn)得飛快。它與動(dòng)力矩的方向相反,阻礙了驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角度(同時(shí)車前進(jìn)距離),這時(shí)摩擦力矩作功。由于車輪與地面無相對滑動(dòng),可見靜摩擦力對轉(zhuǎn)動(dòng)著的驅(qū)動(dòng)輪作了負(fù)功,消耗了動(dòng)力系統(tǒng)傳給它的轉(zhuǎn)動(dòng)能量。再來看看對平動(dòng)地影象,隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)整車在向右平動(dòng),由于與車平動(dòng)方向一致,在上述過程中它對整車作了正功。可見,靜摩擦力在消耗動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)能量的同時(shí),也使整車增加了相同數(shù)量的平動(dòng)能量,綜合起來考慮,靜摩擦力既沒有消耗能量(不是阻力),又沒有提供能量(也不是動(dòng)力),它只是把動(dòng)力系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為整車的平動(dòng)能量。車架推著導(dǎo)向輪前進(jìn),同樣的分析可知,導(dǎo)向輪所受的靜摩擦力是抑制了平動(dòng)但促進(jìn)了轉(zhuǎn)動(dòng),只要沒有相對滑動(dòng),它并不會(huì)真正消耗能量,所以也不能說它是阻力。因此,以整車為系統(tǒng),動(dòng)力系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)輪、車架與導(dǎo)向輪之間的相互作用都是內(nèi)力,如果我們只關(guān)心整車的平動(dòng),只需要分析外力。顯然,對整車的牽引力可由驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)向輪受到的摩擦力之差來計(jì)算,可能正是由于這個(gè)式子,使人誤認(rèn)為驅(qū)動(dòng)輪受到的摩擦力是動(dòng)力,導(dǎo)向輪受到的摩擦力是阻力,但實(shí)際上車輛行駛的阻力不僅僅發(fā)生在導(dǎo)向輪,而且產(chǎn)生阻力的原因也不是由于摩擦。2.車輪行駛的阻力來自何處?有行車經(jīng)驗(yàn)的人都清楚,車輛在水平路面上行駛的阻力取決與車的載重、輪胎的氣壓和路面的剛度,輪胎氣壓不足或路面松軟時(shí)行車特別費(fèi)力。載重量影響阻力的大小不難理解,輪胎氣壓和路面剛度影響阻力的道理是相仿的,下面我們在假設(shè)路面絕對剛性的條件下來分析一下輪胎氣壓對行車阻力的影響。由于輪胎的非剛性,它與路面的接觸處就會(huì)變形而擴(kuò)展成一個(gè)面。車靜止不動(dòng)時(shí)路面對輪胎的支撐力是對稱分布的,其合力通過軸線,對輪的力矩為零。車行駛時(shí)情況就不同了,接觸面后緣處的形變處在恢復(fù)中并開始脫離路面,使輪胎與路面的擠壓減小;而前緣的形變在加劇中,輪胎與路面的擠壓增大。這一變化使合力的作用線前移一段距離,從而對輪形成一個(gè)阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。阻力的大小與車重正比,輪胎的氣壓越低或車的載重量越大,輪胎與路面的接觸面就展得越寬、支撐力的前移量就越大,因而阻力矩也就越大,為了保證車輛繼續(xù)前進(jìn)就需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)輸出更大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。由此可見,滾動(dòng)的阻力不是起源于摩擦,因而嚴(yán)格地說,“滾動(dòng)摩擦力”的說法并不正確,應(yīng)該說成“滾動(dòng)阻力矩”或簡稱為“滾動(dòng)阻力”。3.胎壓對車輪的影響。很多車主會(huì)有這樣的經(jīng)歷,在輪胎充氣店為自己的愛車充過氣后上路行駛,感覺車內(nèi)噪音很大,剎車剎不住,坐在車內(nèi)顛的厲害。或者是感覺車加油提速慢,左右晃動(dòng)明顯,一段時(shí)間后觀察,耗油量明顯增加。造成這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)?,胎壓高于或低于正確的胎壓值(汽車出廠時(shí)廠家規(guī)定的充氣壓力值),這是很危險(xiǎn)的。胎壓過高,使輪胎與地面的接觸面積減少,單位面積所承受的壓力、磨損劇增,容易造成剎車失控,遇地面突起物或凹陷爆破,損害車的懸掛系統(tǒng),乘坐不舒適等危害。胎壓過低,使輪胎與地面接觸面積增加,行駛時(shí)胎內(nèi)溫度不正常增加,同時(shí),由于胎側(cè)變形嚴(yán)重,內(nèi)部的鋼絲、簾布層老化加劇,從而為爆胎埋下隱患,并且使耗油量增加,輪胎壽命降低。有很多車主還會(huì)有這樣的經(jīng)歷,某一天,突然發(fā)現(xiàn)自己愛車的一個(gè)輪子虧氣嚴(yán)重。這是因?yàn)檩喬ケ会斪釉笤斐陕鰵猓@種漏氣過程是很緩慢的,用肉眼不易發(fā)覺的。當(dāng)你用肉眼就能發(fā)現(xiàn)輪子虧氣時(shí),它已經(jīng)在低于正常的胎壓下行駛了一個(gè)月左右了。而輪胎缺氣行駛,會(huì)促使輪胎內(nèi)部加速老化,這時(shí)候輪胎內(nèi)部受到的損傷用肉眼也是看不到的,這樣,當(dāng)你補(bǔ)足了氣,高速行駛時(shí),車胎溫度升高,胎內(nèi)氣壓隨之升高,輪胎的強(qiáng)度大幅降低,輪胎內(nèi)部受過損傷的地方容易發(fā)生爆裂,造成嚴(yán)重的事故。校正胎壓是安全檢查中最重要的一環(huán)。很多車主往往隨意打氣,甚至用腳踢來試試氣足不足。這是危險(xiǎn)的,因?yàn)檩喬ピ诠ぷ髑闆r中致命的因素是發(fā)熱。輪胎充完氣以后是鼓起的,但其與地面接觸部分卻是平的。輪胎運(yùn)動(dòng)時(shí)就好像一個(gè)氣球被反復(fù)的往地面按壓;橡膠材料隨之受彎曲、拉伸以及離心力的作用而交叉變形,其工作情況之惡劣可想而知。假如氣壓不正常,這些反復(fù)交叉的變形就不能保持在設(shè)計(jì)允許的范圍以內(nèi)由此必然帶來壽命縮短,耗油量增加,甚至爆胎翻車。因此,注意輪胎情況,不光光是要看胎面磨得怎么樣,還應(yīng)隨時(shí)檢查其氣壓情況如何,這點(diǎn)您可要記住了。胎壓過低會(huì)導(dǎo)致不正常磨損或輪胎內(nèi)部損傷;胎壓過高則會(huì)使得輪胎及輪胎圈較易受到不平路面的沖擊而變形,甚至?xí)?dǎo)致爆胎。胎壓必須隨時(shí)檢查,而胎壓的檢查必須是在輪胎冷卻的情形下進(jìn)行,否則高溫會(huì)使胎壓升高,量起來不準(zhǔn)。如何判斷輪胎是否處于冷卻狀態(tài)呢?很簡單,只要是停止行駛1小時(shí)以上即可。切勿以快速劇烈的方式給輪胎降溫。量胎壓必須符合輪胎制造公司針對不同車輛、不同輪胎以及不同的用途所訂的標(biāo)準(zhǔn)。最后,別忘了經(jīng)常檢查一下備胎壓力是否正常。4.輪胎寬度對車輪的影響。輪胎寬窄,主要說的是每個(gè)輪胎胎面接地部分的寬度。什么叫輪胎寬呢,就是相同情況下,輪胎比平均值要略寬一些。輪胎寬的優(yōu)點(diǎn):(1)操控更加穩(wěn)??;(2)剎車制動(dòng)更加出色。輪胎寬的缺點(diǎn):(1)轉(zhuǎn)向加重;(2)油耗升高;(3)胎噪加大。上面的利弊說得很清楚了,輪胎寬了,自然和地面接觸面積加大,肯定對抓地力會(huì)有一個(gè)提升。同時(shí),也會(huì)很直接的提升剎車制動(dòng)的性能。弊端也是同樣的,更多的摩擦面必然會(huì)帶來更大的噪音及阻力,這點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生更大的噪音及油耗。我們認(rèn)為,選擇更寬的輪胎的確對操控等性能有幫助,但是我們建議還是動(dòng)力充足的情況下匹配更寬的輪胎,否則動(dòng)力小但是輪胎寬會(huì)讓油耗和方向盤輕重手感帶來較大的困擾。什么叫輪胎窄呢,就是相同情況下,輪胎比平均值要略窄一些,就是同級(jí)車胎中比較秀氣的寬度。輪胎寬的優(yōu)點(diǎn):(1)加速輕盈;(2)油耗更經(jīng)濟(jì);(3)胎噪較低。輪胎寬的缺點(diǎn):剎車不會(huì)太出色。輪胎窄了的利弊其實(shí)也挺明顯,窄了自然加速和油耗就有了比較輕盈的感覺和發(fā)揮空間。相對來說,小型和緊湊型車如果想有較好的加速感受及油耗成績的話,必然輪胎方面會(huì)有輕微妥協(xié)。因此,我認(rèn)為,微型、小型、緊湊型車三個(gè)級(jí)別車型中,如果不是純運(yùn)動(dòng)車的話,那能保證基本剎車性能的前提下,輪胎還是相對比較經(jīng)濟(jì)的寬度更適合在乎油耗和“提速感覺”的中國用戶。人們之前選車一味追求寬度越大越好,其實(shí)利弊都是有的,選擇了寬胎必然會(huì)失去更多和你平時(shí)駕駛息息相關(guān)的錢包薄厚的指標(biāo)。我們認(rèn)為,不要過于貪圖所謂寬胎,每百公里多升油,這一年下來可是個(gè)不小的數(shù)字哦!當(dāng)然了,如果一輛車連最基本的剎車能力都不合格時(shí)候,那要求更寬的輪胎也是必須的5.汽車為什么要ABS。ABS是Anti-Lock Brake System(剎車防抱死系統(tǒng))的英文縮寫,它的作用是當(dāng)汽車剎車時(shí)通過電子或機(jī)械裝置讓剎車以一定節(jié)律一緊一松地交替動(dòng)作,防止把輪轂完全抱死。剎車是在行車過程中遇到緊急情況,為了讓車盡快停下來而采取的措施,讓剎車皮緊緊抱住輪轂不讓它轉(zhuǎn)動(dòng)不好嗎,為什么要防止抱死呢?為了說清這個(gè)道理,我們先來分析另一個(gè)生活中常見的事例。如果你想把自行車的鞍座拔高一點(diǎn),你會(huì)發(fā)現(xiàn)即使松掉緊固螺絲后還是很難把鞍座向上拔動(dòng),有經(jīng)驗(yàn)的人一定會(huì)這樣做:用雙手分別握住鞍座的前后來回旋轉(zhuǎn)扭動(dòng),在扭動(dòng)中略微向上施一把力就可以慢慢把鞍座拔高了。我們也常常用同樣的方法在缺乏工具時(shí)用手把沒有全部釘入木板的釘子拔出來。汽車在正常行駛時(shí)除非遇到極端情況,一般不可能發(fā)生側(cè)向漂移;如果剎車時(shí)把輪轂抱死了,由于慣性汽車仍會(huì)繼續(xù)前行相當(dāng)距離,輪胎與路面處于相對滑動(dòng)狀態(tài),這中情況如果發(fā)生在導(dǎo)向輪則將使它失去導(dǎo)向作用,如發(fā)生在后輪將會(huì)造成側(cè)向漂移,這些都會(huì)造成意外的事故。使用了ABS系統(tǒng),輪胎與路面間就不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)從而就能有效地防止上述事故。自行車和摩托車也有這樣的問題,有過這樣的
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