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[冷知識分享] 為甚麼車輪都是圓形的?

人類社會在聚落形成及都市化之後, 平坦的地方愈來愈多, 輪子的應用就愈來愈廣. 跑的最快且最省力的運輸道具都有圓形的輪子, 印第安人用的無輪拖物架幾乎沒有人用了.
+ W3 K' l( n, J" E6 y9 Z" n圓形有很多好處, 利用圓形與平地接觸, 可以讓行走時更平穩, 不會有上下跳動的情形. 旋轉體上如果有平面(例如3角形, 4方形的輪子), 必須浪費力氣在抬高輪子及物體, 纔能翻到下一個平面.5 h: k- r& C! h4 S
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車輪是圓形,是為了能使車子行進能夠平順,而且省力
; H1 I& d+ r7 t& ^8 G. Y# B先別說透過輪軸施力的車子,就先說『外來力量推拉』的車子好了(如馬車)~
+ e9 _( ?+ z1 J; D輪子如果是方形的,那麼當馬匹要讓馬車行進的時候,5.39.217.77' B. d8 }7 m5 M' h, q4 L
就會有兩種運動狀況1、方形輪子不滾動,以滑行前進(輪子摩擦係數較小時)
7 u+ ]( [' I: z' R7 C- @9 T4 Z' ^         2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪
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為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)5.39.217.775 {% |* m) Z) X, M# ~: T0 ?/ ^
因為方形輪子一旦滾動,輪子軸心距離地面的高度會有變化
" l7 \& Z1 f. f5 }# T公仔箱論壇當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》
; [/ T/ ?* e' z& l5 i! `' p當輪子是『◆』的時候,輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
6 k# {7 k7 c( g( Z8 \- m) m~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍# K6 u$ O, m1 w: p0 ~
所以,在滾動前進的之中,5.39.217.77/ c6 V* E" N, v6 D: l5 W5 N5 a
整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度! U3 j# @9 A% u4 u# k
觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,
. l4 S) d7 d; N- W, Q2 @7 ]) N' X而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣
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如果車子是透過輪軸出力前進,它不會有滑行現象(除非路面具有坡度,且輪子摩擦係數較小,而造成自動下滑),但是同樣會有上下震盪的情形TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 S, M9 o( [/ [0 @% e5 e
而這樣的輪子當然會費力--因為所耗費的動力,除了要克服輪心軸承的摩擦之外,〝還要把整個車身抬起一個高度差〞~~這就是額外的動力耗費了。. [: F: _$ `0 C9 i% s
當車輪是圓形的時候,走在平坦路上,不管車輪怎麼滾動,車輪軸心始終與地面保持固定高度,不會有上下震盪現象,並且正因為如此,它的行進就不必付出額外的動力來讓整個車身抬起(因為圓型輪子造成軸心行進的高度差是零),只需克服輪心軸承的摩擦即可。
) @& ~1 T! G- _7 r- g在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。
風瀟瀟兮逆水寒,壯士一去兮,不復返
輪子一旦滾動,輪子軸心距離地面的高度會有變化www.tvbnow
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