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.3 [% j4 Y" E: p5 S( h6 e9 y) `( I6 E
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 n- L4 I* \/ u" |8 @( rtvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 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。5 X9 z5 _3 o: ]1 {% O
車輪是圓形,是為了能使車子行進能夠平順,而且省力公仔箱論壇 `* v$ g) N) Y& E' ^1 i# 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)~
& u j: e ]/ M( t/ {1 ytvb now,tvbnow,bttvb輪子如果是方形的,那麼當馬匹要讓馬車行進的時候,7 J3 P& X! B) v
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)1 Q! { k6 B7 r$ {
2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪
1 d' {+ q* j5 D0 B3 l6 F- u% e5.39.217.76為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)
( R) Y" e( d6 \) A' q& zTVBNOW 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。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
8 A9 T( L; _) l! s當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》
% K W) F8 u& i, I4 }tvb now,tvbnow,bttvb當輪子是『◆』的時候,輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
$ c, m1 n5 H, W2 iTVBNOW 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。~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍! c9 t5 X0 E' t; u$ z0 Z- B
所以,在滾動前進的之中,
- h3 h. V: b; I; [7 ?5 K5.39.217.76整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度
: i0 L6 R+ a' E: n) z公仔箱論壇觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,
! ~% G, a% J1 a9 T/ b而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣3 W, U) D5 i2 u3 q
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tvb now,tvbnow,bttvb1 f, C+ H, f& n R
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。公仔箱論壇; k1 o; H- j+ f& f5 D# ]4 W' Y; u6 j
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: @& t+ ?& a0 K9 g
在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。 |