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標題: [冷知識分享] 為甚麼車輪都是圓形的？ [打印本頁]

作者: wood121 時間: 2007-5-12 10:21 AM 標題: 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.! V; Y" W9 w1 r$ V% B$ Y
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.: X1 H* P" P/ g" [0 f) ^; q
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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
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）～% I% N* w5 [8 {5 n$ }5 y7 b
輪子如果是方形的，那麼當馬匹要讓馬車行進的時候，
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）公仔箱論壇3 e$ G; g# C- z+ ?
　　　　　　　　　２、方形輪子滾動了，但是整個車身會上下震盪' ]5 q" O" ~, R! E& Y1 }3 U
為何會有震盪的情形？（以平坦路面為前提）
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
當輪子是『■』的時候，輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》. M5 t* V0 d, T
當輪子是『◆』的時候，輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
～～在正方形的情形下，對角線長度是邊長的（√２）倍5.39.217.77:8898( E8 @: G, [. |# W% k
所以，在滾動前進的之中，
整個車身就會有『正方形邊長的一半×（√２－１）』的震盪幅度
觀察車軸的行進路線，它就不是一直線，
而是以『擺線』的路徑行進，就像延伸不斷的麥當勞『ｍ』一樣公仔箱論壇 w1 l" f0 v! T/ U
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
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。
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。
在這麼多的優勢之下，輪子當然以圓形為最佳選擇。

作者: 87958 時間: 2007-5-12 10:46 AM

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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