在車輛安全保護(hù)中的力學(xué)的應(yīng)用

1、在車輛安全保護(hù)中的力學(xué)的應(yīng)用在車輛安全保護(hù)中的力學(xué)的應(yīng)用 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會，人們往往驚訝于宇宙太空的探索與發(fā)現(xiàn)，克隆技術(shù)的一步步地完善，各種電子產(chǎn)品的一代一代的問世，交通工具的普及化與先進(jìn)化以及機(jī)器設(shè)備的進(jìn)一步智能化和精密化，而與此相對比的是社會中的人們經(jīng)常看輕一些所謂的科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，如數(shù)學(xué)，物理學(xué)，化學(xué)等，往往認(rèn)為這些學(xué)科已經(jīng)過時而陳舊了，轉(zhuǎn)而去追逐那些如航天技術(shù)，納米技術(shù)，材料科學(xué)與信息科學(xué)，以為只有這些方面的學(xué)科才是在未來有廣闊發(fā)展前景的。可是事實上這是本末倒置的看法，以物理學(xué)為代表的基礎(chǔ)學(xué)科無論在哪個方面都具有重要的地位和深遠(yuǎn)的意義。它們是現(xiàn)代技術(shù)的載體和基石，也是推動技術(shù)

2、發(fā)展的動力來源與起始點。而物理學(xué)以其獨有的特點與魅力在無數(shù)學(xué)科中猶如一顆閃亮的明星更突顯其璀璨的光芒。我在這里不想再以過多的筆墨與華麗的辭藻來渲染物理學(xué)的重要性，盡管這是毋庸質(zhì)疑的事實。 由于我在大學(xué)中到目前為止僅僅學(xué)習(xí)過物理學(xué)中的力學(xué)的一些相關(guān)知識和課程，而且水平也有所欠缺，故我只能用一些生活中最常見的實際事例來體現(xiàn)物理學(xué)的重要性，雖然這點是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠于描述物理學(xué)的美和重要的。 在科學(xué)技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)的今天，汽車是現(xiàn)代社會人們最常見的代步工具已成為我們生活中所不可或缺的一部分了。而與此同時交通事故又是時常發(fā)生，其中與汽車有關(guān)的事故占了絕大多數(shù)，這實在是一件令人擔(dān)憂而煩惱的事情。每年因車輛事故而

3、有所損傷的人數(shù)不可勝數(shù)。同時又由于科技的進(jìn)步汽車無論從數(shù)量還是行駛速度上都會大大提高，如何做好汽車安全保護(hù)工作已成為刻不容緩的任務(wù)。 在眾多種造成車輛損傷的事故中翻車是其中常見的一種情況之一，發(fā)生這種情況大多數(shù)是因為在高速行駛過程中的急轉(zhuǎn)彎或在陡峭的路面上行進(jìn)從而造成的，它對車輛與乘客的危害不可謂不嚴(yán)重，下面我們就對其進(jìn)行簡單而粗略的分析研究。 說到力學(xué)原理在汽車各個方面的應(yīng)用可以說是非常多，再這里我不想也沒有能力去一一列舉和分析，我只想通過分析其中的一例的情況而使大家得窺一斑而知全豹。 這是一個極其簡單的車輛模型。 其中a為車輛急速轉(zhuǎn)彎時的外側(cè)輪，而b則相應(yīng)的是其內(nèi)側(cè)輪。我們知道，汽車高速轉(zhuǎn)

4、彎時，內(nèi)側(cè)輪上的負(fù)荷大大減小，外側(cè)輪上的負(fù)荷大大增加，從而有造成翻車的危險。從經(jīng)驗中我們也可以判斷，在翻車的過程中必然是內(nèi)側(cè)的輪子先脫離地面，然后繞外側(cè)輪整個車身旋轉(zhuǎn)最終造成了翻車的效果。 設(shè)該車輛對于經(jīng)過設(shè)該車輛對于經(jīng)過a的垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量為的垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量為i，汽車質(zhì)量為汽車質(zhì)量為m,從從a到車輛的質(zhì)心的距離的向量為到車輛的質(zhì)心的距離的向量為r,r與水平面的夾角為與水平面的夾角為，汽車對水平面上的旋轉(zhuǎn)中心，汽車對水平面上的旋轉(zhuǎn)中心的角速度為的角速度為,半徑為半徑為r,同時假設(shè)此時車輛質(zhì)心對同時假設(shè)此時車輛質(zhì)心對不動的外側(cè)輪有一個速度為不動的外側(cè)輪有一個速度為v。根據(jù)以上的假設(shè)已知量得

5、，根據(jù)以上的假設(shè)已知量得， f1=mg,f2=m*r, 從車輛質(zhì)心對a的速度有可的， 質(zhì)心對于a的角速度1=sinv/r。 假設(shè)汽車翻轉(zhuǎn)過程中角度從1變?yōu)?，則可得， 重力作的功dw1=sin(/2+)mgr d 離心力作功dw2=sin(-)*r*r d 所以重力做的功從1到2為w1=sin2 mgr-sin1 mgr 同時離心力作功為w2=cos1 *r*r-cos2 *r*r 而車輛擁有的轉(zhuǎn)動動能為e=1/2*i*sin1*sin1*v*v/(r*r) 于是得方程w1+w2+e=0 最終得最終得sin(2-)=sin(1-)+(1/2*i*sin1*sin1*v*v/(r*r)/(m(g

6、*g*r*r+*r*r*r*r)其中其中=arcos(mgr/( m(g*g*r*r+*r*r*r*r) 由于（2-）與（1-）都不會大于/2所以從上兩式可知，2與i，1，都有正向的關(guān)系。而且上兩式在路面傾斜時也符合，所以從中不難看出，要使車輛盡量不要翻車當(dāng)然首先是使2應(yīng)盡量小，故要使2盡量小則需減小i，1或。 通過以上分析我們就能夠提出減少翻車可能性的幾種方案。 減小i，如改變汽車形狀等方法。 減小1，如降低汽車質(zhì)心的高度，在轉(zhuǎn)彎的路段使路面向中間內(nèi)側(cè)傾斜。 減小，如降低彎路段的限速，這樣可以減低汽車的速率。 這些就是我對翻車現(xiàn)象的粗淺的研究，由于水平實在有限必然存在著許多不妥之處尚請指正與包涵。 最后我想說的是，通過這個學(xué)期的力學(xué)課是我對物理學(xué)的興趣愈發(fā)濃厚，對物理學(xué)方面知識的渴望也逐漸增加。這個學(xué)期在楊老師的指導(dǎo)下的力學(xué)課程使我本來對物理學(xué)朦朧的印象漸漸明朗起來，使我從原來因為物理學(xué)的神秘和朦朧而引發(fā)好奇的興趣逐步轉(zhuǎn)化成因為發(fā)現(xiàn)物理學(xué)中的美而產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力，雖然在學(xué)習(xí)過程中我也有許多困惑，但我相信隨著物理學(xué)學(xué)習(xí)的繼續(xù)深入我對物理學(xué)的興趣會越來越多，對物理學(xué)的認(rèn)識會更清晰，在這里我要感謝楊老師對我在物理學(xué)學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)。 這就是我的力學(xué)的小論文。感謝觀看感謝觀看 參考文獻(xiàn)： 楊維紘 編著 力學(xué)第