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.
0 x' }$ n2 s* C1 u; ~- D* ?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.
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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
' ?; k7 c9 O5 F. p6 R3 p- A. E5.39.217.76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)~
5 z% U: J1 c; d9 B9 x7 |) g( Ptvb 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,tvb now,tvbnow,bttvb9 _. q7 D: i$ N( g; J5 }3 J) \
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7 E3 H5 U& {$ v2 _5 Y
2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪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。' F, ~; Y) d2 B2 W8 [* S0 w
為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)
/ a+ T( ~/ A2 k5 R1 I4 m8 t: ?' w3 x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
/ S2 p( k0 A! _2 f; Q當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》/ o; ~: [" C& |* c' z
當輪子是『◆』的時候,輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
5 F; P( N2 Y4 k. @" h公仔箱論壇~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍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。+ ?" g3 ]6 q. p5 J( @
所以,在滾動前進的之中,
9 j/ A+ |8 r2 K% c5.39.217.76整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度 Y5 S0 X: W5 g8 J G( C) S7 }
觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,5.39.217.76' |$ O9 n' o+ {/ i0 Q
而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣
! j4 K3 v! M% \4 o3 i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
2 g! @$ ?1 N* S$ {tvb now,tvbnow,bttvb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。, {% I0 N! x7 v, j! w: D
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。
) f2 C% H& M3 R3 _) h0 i在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。 |