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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,上傳到平臺為了幫到更多的人,如果您需要使用本文檔,請點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)濟的發(fā)展和社會的進步,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識甚至誤解之處,為此,我們擇要討論以下幾個問題。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)動輪受到的靜摩擦力是車前進的動力,導(dǎo)向輪受到的則是阻力,其實并不盡然。設(shè)動力機構(gòu)傳遞給驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動力矩(順時針方向),驅(qū)使它向順時針方向轉(zhuǎn)動,這時輪胎的觸地處與地面因有相對滑動趨勢,使驅(qū)動輪受到向右的靜摩擦力。這個靜摩擦力究竟扮演了什么角色呢?先來看看它對轉(zhuǎn)動的影響,一般動力矩是很大的,如沒有摩擦力,驅(qū)動輪就會轉(zhuǎn)得飛快。它與動力矩的方向相反,阻礙了驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動。設(shè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)過一個角度(同時車前進距離),這時摩擦力矩作功。由于車輪與地面無相對滑動,可見靜摩擦力對轉(zhuǎn)動著的驅(qū)動輪作了負功,消耗了動力系統(tǒng)傳給它的轉(zhuǎn)動能量。再來看看對平動地影象,隨著車輪的轉(zhuǎn)動整車在向右平動,由于與車平動方向一致,在上述過程中它對整車作了正功。可見,靜摩擦力在消耗動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動能量的同時,也使整車增加了相同數(shù)量的平動能量,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(也不是動力),它只是把動力系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)換為整車的平動能量。車架推著導(dǎo)向輪前進,同樣的分析可知,導(dǎo)向輪所受的靜摩擦力是抑制了平動但促進了轉(zhuǎn)動,只要沒有相對滑動,它并不會真正消耗能量,所以也不能說它是阻力。因此,以整車為系統(tǒng),動力系統(tǒng)與驅(qū)動輪、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,只需要分析外力。顯然,對整車的牽引力可由驅(qū)動輪與導(dǎo)向輪受到的摩擦力之差來計算,可能正是由于這個式子,使人誤認為驅(qū)動輪受到的摩擦力是動力,導(dǎo)向輪受到的摩擦力是阻力,但實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行車特別費力。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變形而擴展成一個面。車靜止不動時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,從而對輪形成一個阻礙轉(zhuǎn)動的力矩。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)前進就需要動力系統(tǒng)輸出更大的轉(zhuǎn)動力矩。由此可見,滾動的阻力不是起源于摩擦,因而嚴格地說,“滾動摩擦力”的說法并不正確,應(yīng)該說成“滾動阻力矩”或簡稱為“滾動阻力”。3.胎壓對車輪的影響。很多車主會有這樣的經(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,左右晃動明顯,一段時間后觀察,耗油量明顯增加。造成這種現(xiàn)象的原因是因為,胎壓高于或低于正確的胎壓值(汽車出廠時廠家規(guī)定的充氣壓力值),這是很危險的。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,行駛時胎內(nèi)溫度不正常增加,同時,由于胎側(cè)變形嚴重,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。有很多車主還會有這樣的經(jīng)歷,某一天,突然發(fā)現(xiàn)自己愛車的一個輪子虧氣嚴重。這是因為輪胎被釘子扎后造成慢撒氣,這種漏氣過程是很緩慢的,用肉眼不易發(fā)覺的。當你用肉眼就能發(fā)現(xiàn)輪子虧氣時,它已經(jīng)在低于正常的胎壓下行駛了一個月左右了。而輪胎缺氣行駛,會促使輪胎內(nèi)部加速老化,這時候輪胎內(nèi)部受到的損傷用肉眼也是看不到的,這樣,當你補足了氣,高速行駛時,車胎溫度升高,胎內(nèi)氣壓隨之升高,輪胎的強度大幅降低,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。這是危險的,因為輪胎在工作情況中致命的因素是發(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。輪胎運動時就好像一個氣球被反復(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)隨時檢查其氣壓情況如何,這點您可要記住了。胎壓過低會導(dǎo)致不正常磨損或輪胎內(nèi)部損傷;胎壓過高則會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。胎壓必須隨時檢查,而胎壓的檢查必須是在輪胎冷卻的情形下進行,否則高溫會使胎壓升高,量起來不準。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準。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:(1)操控更加穩(wěn)?。唬?)剎車制動更加出色。輪胎寬的缺點:(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,肯定對抓地力會有一個提升。同時,也會很直接的提升剎車制動的性能。弊端也是同樣的,更多的摩擦面必然會帶來更大的噪音及阻力,這點會產(chǎn)生更大的噪音及油耗。我們認為,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力充足的情況下匹配更寬的輪胎,否則動力小但是輪胎寬會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,就是同級車胎中比較秀氣的寬度。輪胎寬的優(yōu)點:(1)加速輕盈;(2)油耗更經(jīng)濟;(3)胎噪較低。輪胎寬的缺點:剎車不會太出色。輪胎窄了的利弊其實也挺明顯,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,必然輪胎方面會有輕微妥協(xié)。因此,我認為,微型、小型、緊湊型車三個級別車型中,如果不是純運動車的話,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,其實利弊都是有的,選擇了寬胎必然會失去更多和你平時駕駛息息相關(guān)的錢包薄厚的指標。我們認為,不要過于貪圖所謂寬胎,每百公里多升油,這一年下來可是個不小的數(shù)字哦!當然了,如果一輛車連最基本的剎車能力都不合格時候,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,它的作用是當汽車剎車時通過電子或機械裝置讓剎車以一定節(jié)律一緊一松地交替動作,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)動不好嗎,為什么要防止抱死呢?為了說清這個道理,我們先來分析另一個生活中常見的事例。如果你想把自行車的鞍座拔高一點,你會發(fā)現(xiàn)即使松掉緊固螺絲后還是很難把鞍座向上拔動,有經(jīng)驗的人一定會這樣做:用雙手分別握住鞍座的前后來回旋轉(zhuǎn)扭動,在扭動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;如果剎車時把輪轂抱死了,由于慣性汽車仍會繼續(xù)前行相當距離,輪胎與路面處于相對滑動狀態(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)生在后輪將會造成側(cè)向漂移,這些都會造成意外的事故。使用了ABS系統(tǒng),輪胎與路面間就不會出現(xiàn)連續(xù)的滑動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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