汽车物理学的重点是什么?

已发表: 2022-08-13

在汽车物理学中,您需要了解四个关键点才能了解您的车辆是如何工作的。 这些包括摩擦力、重力的作用、动量和能量。 通过了解这些概念,您可以了解如何让您的汽车开得更快,如何更快地停下来,甚至如何让汽车更省油。

术语

BuyAutoInsurance.com 的外联总监 Sara Routhier 列出了一些在讨论汽车物理时需要了解的重要术语:

  • 空气动力学:这是对空气如何移动并与物体相互作用的研究。 这在汽车设计中尤为重要,因为它可以帮助减少阻力,从而提高燃油效率。
  • 离心力:这是物体做圆周运动时作用在物体上的力。 这就是使事物从纺车中“飞出”的原因。
  • 摩擦力:这是抵抗彼此接触的两个表面之间运动的力。 这就是让重物在地板上滑动变得困难的原因。
  • 惯性:这是物体抵抗其运动状态变化的特性。 即使没有外力作用,它也能让汽车保持直线行驶。

什么是汽车物理学?

汽车物理学是研究汽车如何移动并与环境相互作用的学科。 它包括对牛顿运动定律、热力学、空气动力学和摩擦学等主题的研究。 汽车物理学是工程学的一个分支,它将物理学原理应用于汽车的设计和分析。

汽车物理学的四大力量

作用在汽车上的力有四种:重量、摩擦力、空气阻力和推力。 前三个力与汽车的运动相反,必须被发动机的推力克服。

重量是由汽车的重力产生的力。 它被汽车的悬架抵消,使轮胎与道路保持接触。

摩擦力是轮胎在抓地时产生的力。 它与汽车的向前运动相反,必须通过发动机的扭矩来克服。

空气动力阻力是由风阻产生的力。 它与汽车的前进运动相反,必须通过发动机的动力来克服。

推力是发动机在推动汽车前进时产生的力。 它克服了所有其他力并决定了汽车的加速度。

牛顿定律适用于汽车

关于汽车物理学最重要的事情之一是牛顿定律。 这些定律支配着物体如何移动并与环境相互作用,对于理解汽车的工作原理至关重要。 在这里,我们将看看牛顿定律如何适用于汽车。

牛顿第一定律指出,在受到外力作用之前,物体将保持静止或运动。 这意味着汽车将继续沿直线行驶,除非有什么东西(如另一辆车或道路曲线)迫使它改变方向。

牛顿第二定律指出,作用在物体上的力基于物体的质量乘以加速度。 这使我们能够计算诸如制动距离和燃油效率之类的东西。

最后,牛顿第三定律指出,对于每一个动作,都有一个相等和相反的反应。 这就是为什么汽车在加速时会产生废气——发动机将气体排出汽车后部,而这些气体又会推动汽车向前行驶。

摩擦

汽车物理学的关键点之一是摩擦。 摩擦力是阻止两个物体相互滑动运动的力。 两个物体之间的摩擦力取决于它们的材料和物体的表面粗糙度。

离心力

汽车物理学的重点之一是离心力。 这是使物体保持圆周运动的力。 当你开车时,你的车会不断地与这种力量作斗争,这就是为什么你必须始终把手放在方向盘上的原因。 如果您将手从方向盘上移开,汽车将偏离路线并可能撞车。

关于离心力要记住的另一个重要一点是它会随着速度的增加而增加。 这意味着你开得越快,你必须应对的力量就越大。 这就是为什么在快速驾驶时要小心并始终注意周围环境非常重要的原因。

如果您有兴趣了解更多关于汽车物理的知识,或者您只是想复习一下您的知识,那么这里有很多资源。 您可以找到有关该主题的书籍、文章甚至视频。 只需确保在开车之前进行研究,以便尽可能安全。

空气动力学

空气动力学是研究空气如何移动并影响物体的研究。 在汽车物理学的背景下,空气动力学与汽车的车身形状如何影响其性能有关。 要记住的一个关键点是,汽车的空气动力学特性不仅仅是让它看起来不错; 它们还在决定汽车的操控性能和燃料使用效率方面发挥着至关重要的作用。

空气动力学的一个重要方面是阻力。 阻力是阻止汽车在空气中运动的力。 阻力的大小取决于汽车的形状、大小和表面积。 流线型的形状比四四方方的形状产生的阻力更小。

空气动力学的另一个重要方面是下压力。 下压力是向下推汽车轮胎的力,使它们与道路保持接触。 这在高速行驶时尤其重要,因为汽车的重量会使其脱离地面。 下压力可以通过多种方式产生,但一种常见的方法是在汽车后部使用扰流板或机翼。

汽车制造商花费大量时间和金钱开发新方法来改善其车辆的空气动力学特性。 这都是探索的一部分

重量转移

众所周知,牛顿运动定律是汽车物理学的基础。 第一定律指出,除非受到外力的作用,否则运动中的物体将保持运动。 第二定律指出,移动物体所需的力与物体的质量成正比。 第三定律指出,对于每一个动作,都有一个相等和相反的反应。

在讨论重量转移时,所有这些定律都会发挥作用。 当汽车转弯时,转弯产生的离心力作用在汽车的重量上,使其向转弯外侧移动。 这种重量转移会导致汽车轮胎失去与路面的接触,从而降低牵引力并可能导致失控。

重量转移也是加速和制动的一个因素。 当汽车加速时,汽车的重量向后移动,从而增加后轮胎的牵引力并帮助汽车加速。 相反,当汽车刹车时,汽车的重量会向前移动,从而增加前轮胎的牵引力并帮助汽车停下来?

重量转移是驾驶汽车时要理解的一个重要概念。 通过了解重量转移的工作原理,您可以更安全地驾驶

结论

汽车物理是一个复杂而有趣的话题,需要考虑很多变量。 在本文中,我们涵盖了汽车物理的关键点,从汽车如何移动到它们如何与周围环境交互。 我们希望这能让您更好地理解该主题,并希望您能够在下次驾驶时应用这些概念。