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借助作用力与反作用力转向

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:“热”和“作用力与反作用力”都是汽车利用到的重要物理原理。还记得在学校学过的“作用力与反作用力”吗?通过阻力或者反弹力,人们被推向用力方向的相反方向。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。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。

接下来,我将讲述汽车是如何充分利用“作用力与反作用力”这一物理原理的。学文科的人或许又会抱怨啦:“又来了!”就请再稍稍忍耐一下吧。

与之前讲过的“热”一样,作用力与反作用力也是日常生活中我们能够真切感受到的物理原理。“热”和“作用力与反作用力”都是汽车利用到的重要物理原理。

驾驶员转动方向盘使汽车转向时,轮胎需要克服离心力。克服离心力的力量来自于轮胎触地时摩擦产生的抓地力。

这样一来,摩擦就发挥了阻力的作用。就如同即使托盘稍稍倾斜,玻璃杯也不会滑落一样,都是摩擦在发挥作用。在玻璃杯即将滑落时,摩擦会充当阻力的角色,防止其滑落。

思考一下托盘和玻璃杯的关系就会发现,抓地摩擦即为使车停止的阻力。轮胎却利用这一阻力加速、转向和前进。

还记得在学校学过的“作用力与反作用力”吗?老师肯定讲过:“你用手推墙,会感觉到墙也在推你。”用手推墙,墙虽不动,推的人却能感觉到一股墙好像也在推自己的反弹力(图1.4)。这就是“作用力与反作用力”。


图1.4 作用力与反作用力

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。

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。

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。

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。

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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