车轮做成圆形,是根据圆的几何性质,同圆的半径相等,当车轮在平地上滚动时,轮轴始终处于同一高度的平面上,乘坐的人就不会有上下颠簸的感觉,很舒服,如果把车轮做成圆形,车轴安在圆心上,当车轮在地面滚动的时候,车轴离开地面的距离,就总是等于车轮半径那么长,因此安装在车轴上的车厢,车厢里坐的人,都将平稳地被车子拉着走。
假设这车轮子是个破的,已经不成圆形了,轮缘上高一块低一块的,从轮缘到轮子圆心的距离都不相等,那么这
汽车轮胎为什么是圆的为什么汽车轮胎是圆的?这个问题相当有意思,基本上算是一个对车轮设计的刨根问底式探究了。
关于车轮为什么是圆的这种问题,要讨论的问题就很多了,不仅仅是物理学,恐怕更要从车轮诞生的历史来说起。
历史上轮子的发明在轮子还没有被发明之前,人们搬运重物只能靠在地上拖动,重力和摩擦力没有任何途径能够被减小,因此搬运是一件十分耗费人力的事情。
在劳动实践中,善于观察的人类发现只要在重物下面枕上多根圆木,就可以轻松拖动重物,因此这种方式一时间就得到了广泛的运用。
不管是我国古代书籍中记载的劳动场景还是古埃及人建造金字塔时,都曾大规模使用过这种运物方式。
原木滚动可以将滑动摩擦巧妙地转变成滚动摩擦,因此摩擦力大大降低,这就是省力的基本原理,同样也是车轮的最早原型。
但是这时候的“轮子”并没有轴,效率依然不算特别高。
6000年前人类发明了车轮原木滚动并不能算真正意义上的车轮,因为原木是一直在相对于货物向后移动的,也就是说需要人们不断地将最后面的原木搬到最前面去,才能让它们重复地进行工作。
那么有什么办法可以一劳永逸地利用滚动摩擦呢?有一种说法是6000年前在美索不达米亚、高加索及中欧等地出现了真正的车轮,它的基本原理和今天的车轮没有什么区别,结构分为“轮”和“轴”两部分,轴与货物相对静止,而轮围绕轴做旋转运动。
早期的轮子是木制的,其实就是一整截圆木。
自从车轮诞生之后,给人类的生活带来了很多变化,它不仅推动了人们提升了货运效率,还促进了机械结构的发展,进而出现了类似齿轮、纺车、水车等等的发明和进化。
可以说车轮结构是一项人类历史上意义重大的发明。
当今社会我们看到的车轮似乎早已觉得平淡无奇,但其实已经是非常高科技的产物。
轮子为什么要用圆形?在本质上,滚动利用的就是力矩效应,让物体以尽可能避免产生静摩擦的方式向前进行翻滚运动。
滚动时,物体与地面的接触点作为支点(中心点),施力点与支点间的垂直距离就是力臂,这样就形成了一个滚动力矩。
也就是说这要能在一个物体上产生支点、施力点和力臂,就可以让它滚动。
对于古代的原木来说,支点是原木的触地点,施力点是原木与石块的接触点,而力臂是原木截面的直径。
对于现代车轮来说,支点是轮胎与地面接触点,施力点是轴心,而力臂是车轮的半径。
也就说,其实不光是圆形,还有很多其他形状的物体都可以在地面上滚动,比如椭圆、多边形等等。
但不同形状的物体在滚动时所表现出的运动特性是完全不一样的,只有圆形表现出的各项特性才最符合我们在运送重物时的需求。
那么圆形车轮具体都有哪些优势呢?1、旋转过程中力臂长度始终相等(近似于圆心至车轮触地点),这样只要控制驱动车轮的力,就可以控制车轮的输出力矩,也就是我们所说的轮上扭矩。
2、车轮转动到任何一个角度,圆心到地面的距离都是恒定的,这样就不会造成圆心(也就是轴心)上下浮动的问题,否则的话车辆就会出现上下跳动的情况。
(想象一下那样驾驶的感受,是不是很刺激)3、圆滑的轮廓和恒定的半径决定了它在滚动时,前进速度也是平滑线性的,而不会出现忽快忽慢的情况。
车轮的主要结构当代汽车的车轮设计已经相当的成熟,其工艺也日渐复杂。
看似平常的车轮上每一个细节都体现了人类伟大的智慧。
轮胎车轮的最外层边缘,由橡胶材质构成。
轮胎的作用就是直接与地面接触,增加摩擦力,并承担一部分减震的功能。
轮框也就是安装轮胎的基座。
轮框的圆度非常重要,因为它是构成车轮形状的主要因素,由于轮胎是软的,因此轮框才是直接决定车轮圆度的关键部分。
轮毂也就是车轮的中心部分,轮毂的作用是连接中心轴承和轮框,使轮框的几何中心始终与轴心重合。
如今出于轻量化和美观的目的,轮毂的造型也是最有设计感的部分,当然制作工艺也越来越复杂。
轴承轴承是将静态车身与动态车轮相连接的重要部分。
可以说有没有轴承设计是区别轮子与原木的重要标志。
综上所述,汽车轮子设计成圆形是祖先们的智慧留给后人的灵感,是最省力也最舒适的一种方式。
许许多多今天司空见惯的东西上面其实都能见到它们过去的影子,有机会我们再接着聊。
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非常喜欢回答你这个问题,因为这个问题问得太可爱了。
汽车轮胎为什么会是圆的?因为根据世界通史记载,早在几千年前的古埃及人就知道利用圆木搬运巨大的石块,后来人们又从圆木的滚动中得到启迪,将树干锯成圆片而做成车轮。
车轮之所以做成圆的,就是因为圆形可以减少摩擦阻力,加快速度,提高效率。
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