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mirror - 轮胎的阻力来自哪里?

已有 3818 次阅读 2010-1-14 04:53 |个人分类:镜子大全|系统分类:科普集锦

轮胎的阻力来自哪里?很日常,但也不容易答对。 (2175 bytes)
Posted by: mirror
Date: July 07, 2009 08:22PM

引用:
汽车在平直的公路上行驶时,受到的阻力主要来自两个方面:空气阻力和车轮与路面之间的滚动摩擦阻力。。。。。
空气阻力的大小主要由汽车的速度和形状决定:流线型越好的车受到的空气阻力越小。对于开车的人来说,除了注意不要在车顶上堆放货物破坏车型的流线型设计以外,没有其他什么方式可以有效地减少空气阻力。

滚动摩擦阻力则取决于轮胎与路面接触的面积大小和紧密度,以及路面的平滑程度。一个充满了气的轮胎,在平滑的路面上与路面接触面非常小,而且极富弹性,因此摩擦阻力相对来说非常小。气没打足的轮胎则不一样,轮胎的很大一部分会被压在路面上,造成极大的摩擦阻力。骑自行车的人都懂得这个道理,骑一辆没打足气的车比骑一辆打足了气的车可费劲多了。

环保及食品安全知识系列问答(十七)——汽车

第一个原因很容易知道,但文章对这个原因的解释有些微妙,对第二个原因的说法上就很有些不着调了。

投入的是能量(燃油),而说明节能则用的是“阻力”的概念。但这两个量并不匹配,不能构成一个完整、合理的说明。“减少空气阻力”只是前半句,“抑制空气阻力带来的能量逸散”才是正着,才能匹配省能的出发点。

自行车轮胎没有气时骑起来费力的体验人人都有。但是能说明白不容易。轮胎如果“不打滑”的话,相对地面的速度和位移是零,摩擦阻力如何来做功呢?可见解释这个能量损耗需要另外的思路。

迟滞现象(Hysteresis)是个十分普遍的事情。比如跟不上镜某的思路也可认为是个“迟滞现象”。最容易被理解的是磁滞现象了。迟滞闭合曲线包起来的面积一般是能量,这是个普遍的能量损失机制。轮胎也是如此,受力变形与没有力后的变形回复不是同一个途径,而是有个迟滞的闭合曲线。气足时参与迟滞闭合曲线的橡胶体积和变形都小,没有气时参与迟滞闭合曲线的橡胶体积和变形都要变大。这个机制要用去了燃油能量的5~10%。

井市里对煞车的理解也往往有差错。这个差错表现为前面说过的“摩擦力”(阻力)错用的对称型。“摩擦力”(阻力)的错用在于要说能量消耗的时候却用“力”来说事儿,刹车的理解错误在于该用“力”的时候却搬来了刹车片的热能。车要停下来第一是要有个动量的变化。这其中需要有个力来作用才好。第二才是动量变化带来的动能变化。虽然两者之间有联系,但是两者属于两个独立的体系、两个概念。

常识的思考很重要。第一个常识就是匹配。用有方向性的力来解释没有方向性的能量现象,就不是好的匹配,给个否定判断不会有大错误。同样,没有方向性的能量现象也不应该涉及到有方向性的力里面来。比如不要一听到“顶风的帆船”就认为是很辛苦的事情,也需要知道“逆水行舟”的说法不过是个情绪的渲染,并不是不可能的事情。

 



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1 吕喆

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