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.
' ^% H+ ^8 c K- C- Xwww2.tvboxnow.com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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5 Q& C2 W, O2 b% n6 q車輪是圓形,是為了能使車子行進能夠平順,而且省力
: i2 c. k# Z) V" u6 b3 g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)~公仔箱論壇" ^3 i( u/ h% ]4 ^0 Y
輪子如果是方形的,那麼當馬匹要讓馬車行進的時候,
" w5 s, a& X% ^ A6 {' [2 Bwww2.tvboxnow.com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)
& t, E/ {+ Q# E6 B 2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪
/ w$ a P( \0 y1 G8 l* X, ewww2.tvboxnow.com為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)5 ]. p, l# \/ i
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tvb now,tvbnow,bttvb9 I' n% q1 R& t; K4 z; w
當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》
* W% ]4 p; s4 \) V公仔箱論壇當輪子是『◆』的時候,輪軸心距離地面的高度是《對角線的一半》
r' ^8 E! t! V3 y~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍www2.tvboxnow.com/ V( i# @* j: j1 q
所以,在滾動前進的之中,www2.tvboxnow.com$ ?/ Z# }( [9 K% z' M
整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度
2 g' ^! W# s- S/ H- c. s- x9 Gtvb now,tvbnow,bttvb觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,
7 ~+ E: B% w( W公仔箱論壇而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣
/ w% L! C9 X# ~% Y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
) x; M9 f$ T( Y- z$ xtvb 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。
: A u! e9 ~2 D! t' x; X' U2 g公仔箱論壇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。
4 W1 x) g; P; Y- Z3 H" Ptvb now,tvbnow,bttvb在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。 |