車輪必須是圓的嗎?
車輪不一定必須是圓的。
像萊洛三角形也能做運(yùn)輸輪子,搬東西穩(wěn)定,但制作技術(shù)要求高且邊角不耐磨,所以不常用。
正方形車輪得配特定路面,路面每段半圓形部分要和正方形邊長等長。
鯊魚輪這種非圓形車輪,在有摩擦地面滾動(dòng)更迅速,因它的正弦波模式讓與路面接觸面更薄,阻力小。
把車輪做成圓好處多。圓半徑處處相等,車軸安圓心,滾動(dòng)時(shí)車軸到地面距離總等于半徑,車廂里人平穩(wěn)。
還能省材料,比如相同邊長,圓周長小于方形和五邊形。
而且滾動(dòng)摩擦阻力小于滑動(dòng)摩擦,更省力。
地面濕滑時(shí),圓車輪緊急剎車在防抱死協(xié)助下安全系數(shù)高。
車輪最早是制陶工人發(fā)明,開始用于轉(zhuǎn)動(dòng)陶罐,后裝馬車改變陸上交通。
車輪做成圓是因?yàn)閳A心到圓周上任意點(diǎn)距離相等,滾動(dòng)時(shí)車軸到地面距離等于半徑,行駛平穩(wěn)不顛簸。
圓的任何一組平行切線間距離相等,這叫等寬,古代搬大石頭用圓柱形木頭就因這性質(zhì)。
勒洛三角形是等寬曲線,不能直接作輪子,沒穩(wěn)定中心,當(dāng)滾軸搬運(yùn)石頭好。
正方形輪子要專門設(shè)計(jì)配套路,太復(fù)雜。
從舒適度、力學(xué)、穩(wěn)定性、省材料、減摩擦力、提高安全性等角度看,車輪做成圓的更好。
做成圓的,輪子地上滾動(dòng)阻力小,車重心在直線上,只需克服滾動(dòng)摩擦力就能動(dòng)。
非圓形會(huì)讓車重心上下移動(dòng),浪費(fèi)力,也不省力。
圓車輪保證運(yùn)動(dòng)軌道平穩(wěn),車軸裝圓心,否則運(yùn)動(dòng)軌跡不平整。
制作圓車輪省材料,相同邊長圓周長小。
圓車輪減少摩擦阻力,行駛更省力,濕滑時(shí)剎車安全系數(shù)高。
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