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.
# T- V3 ]8 o& Q9 M& }& V( X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.* T- H( @- `( @" Z1 l7 T* u+ |$ w
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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
) x( N+ f. E: R# `: J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)~
% s5 y9 F( V: C; m, G% U: K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/ h9 \: e( P: `8 l+ f- x6 M
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), Z* J* t2 N) B' B
2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪
% g0 i2 U% [" B- T7 n為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)
* m6 d' @ o% v) q3 A5.39.217.77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
# R8 z; A g" Y6 l5.39.217.77當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》
1 h/ `6 \) Y$ }- ^& P! X- I5.39.217.77當輪子是『◆』的時候,輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
1 n- A$ j7 |; s- k0 Z2 [/ B~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍
$ C* M4 u3 X9 m2 N. a所以,在滾動前進的之中,公仔箱論壇5 x+ w/ C0 A4 m
整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度
% l- ~4 `) B5 D3 E* |- h觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,( v: N- p; ^& ?9 C4 Z8 {
而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣5.39.217.770 [" b( d; q8 A% ]. [
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
6 E5 i5 k- i1 p7 e1 G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。; T/ H: j/ l& p4 z' N% n4 c- ^, w
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。tvb now,tvbnow,bttvb' F! _# L" m7 c' X5 u
在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。 |