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1700046956 人们把这种反弹力称为阻力。即使对方不是墙而是人,也能感到“对方也在推自己”或者说“受到反弹力”。通过阻力或者反弹力,人们被推向用力方向的相反方向。同样,这一现象也会发生在轮胎与地面之间。轮胎与地面之间产生的摩擦变为阻力,抵抗轮胎的旋转,从而转化为汽车前进的动力。
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1700046958 如果没有摩擦生成的阻力,轮胎就无法推动汽车前进。摩擦产生的抓地力越大,阻力越大,汽车就能更快地行驶和转向。
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1700046960 路面有雪或结冰时轮胎容易打滑,不易行驶,这是因为水会减小轮胎与地面之间的摩擦(产生反作用的阻力)。人在用手拿物品时,如果手上有水或者油,就容易打滑,很难拿住物品。相反,如果手和物品之间没有水和油,摩擦就会变大,也不会打滑,就能很牢固地拿住物品。
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1700046962 由于摩擦能够防滑,因此在干燥的柏油路上不易打滑。因为路面阻力大,所以汽车容易加速。
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1700046964 为了实现行驶、转向、停车这三大要素,汽车很好地利用了“作用力与反作用力”以及之前所讲的“热”等基本物理原理。之所以在本章开头说“汽车是与物理密切相关的交通工具”,就是因为汽车遵循了上述基本原理。
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1700046966 汽车是怎样跑起来的 [:1700046469]
1700046967 1.2.4 充分利用物理原理采取安全措施
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1700046969 在提高安全性方面,汽车同样充分利用了物理原理。
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1700046971 之前所讲的轮胎与路面间的摩擦,实际上是有限度的(图1.5),表示这一限度的图形叫做摩擦圆。汽车处于摩擦极限以下,即以摩擦圆内侧的速度行驶是安全的。但如果加速至超过摩擦极限,转向时汽车就会飞离路面。之所以雨天因打滑引起的交通事故多发,就是因为汽车超过了摩擦极限。尽管速度很慢,但水减小了轮胎与路面间的摩擦。
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1700046976 图1.5 轮胎的摩擦圆※摩擦圆表示轮胎的摩擦限度。如果轮胎受到的力超过摩擦极限,汽车就无法正常行驶。摩擦圆的大小取决于路面状况。
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1700046978 回想一下我们之前讲过的托盘和玻璃杯的例子。即使托盘稍稍倾斜,玻璃杯也不会滑落。但是如果倾斜幅度较大,就很容易滑落。托盘倾斜幅度的大小,就类似于汽车的超速程度。那么,如果在托盘上洒些水会出现什么情况呢?只要托盘稍稍倾斜,玻璃杯就会滑落。这是因为托盘和玻璃杯之间有水,防滑的摩擦就会减小,即使托盘稍稍倾斜,玻璃杯也会滑落。总之,充当阻力角色的摩擦极限会依实际情况而变。
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1700046980 最近,汽车都配备了驾驶辅助系统。在面临危险等紧急时刻时,它可以运用电子控制系统进行自动调节,以防汽车超出摩擦极限。看似平坦的柏油路,其实表面上或有起伏,或有检修孔1,或有白线。为了解其影响,行驶过程中传感器会检测时时变化的轮胎与路面摩擦的关系。并且,当汽车即将超过轮胎与路面间的摩擦极限时,驾驶辅助系统会通过控制加速器或启动制动器自动减速,保证汽车紧贴路面。
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1700046982 1 锅炉、下水道供人出入检修用的出入口。——译者注
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1700046984 即便如此,轮胎产生的力也无法超出原有的抓地力。驾驶辅助系统不是魔法,只是遵循并最大限度地利用物理原理的一种手段。
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1700046986 发生撞击事故时的安全措施也利用了物理原理。汽车通过破坏车体(使之变形)来缓解冲击力,反向利用了“作用力与反作用力”,即受到撞击时,为使反作用力不伤及人身安全,受到撞击变形的车身吸收了部分冲击力,以此缓冲来自外界的强大的力量。
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1700046988 安全气囊也是同样。当乘员的上半身撞到装满空气(实际上是氮气)的气球状的安全气囊时,气球就会变形。通过其变形减小反作用力,从而将受伤几率控制在最小范围内。这也是应用了“作用力与反作用力”。
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1700046990 汽车是怎样跑起来的 [:1700046470]
1700046991 1.2.5 汽车巧用物理
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1700046993 如前所述,汽车的制造充分利用了物理原理。利用产生“热”的力以及连孩子们都能感受到的“作用力与反作用力”等简单的物理原理,汽车才能行驶、转向和停车。掌控各个动作的装置,分别是发动机和动力传动系(行驶),方向盘(转向)和制动器(停车)。
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1700046995 有助于实现“舒适性”的悬架、保证安全性的电子控制系统以及吸收撞击力的车身,都是在利用物理原理发挥其作用。汽车制造技术,是充分利用物理原理的结果。
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1700046997 因此,作为一种交通工具,为满足行驶、转向、停车、舒适性和安全性这五大要素,汽车充分利用了各种物理原理。虽然汽车生产商们想方设法开发各种最新技术,但其作用的发挥,都离不开上述物理原理。
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1700047002 汽车是怎样跑起来的 [:1700046471]
1700047003 汽车是怎样跑起来的 1.3 汽车行驶、转向直至停车的过程
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