充分利用物理原理采取安全措施

在提高安全性方面，汽车同样充分利用了物理原理。

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。

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。

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。

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[3]，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。

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。

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。

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”。