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[冷知識分享] 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.
4 Z2 z; n$ S2 {* o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.1 v, C0 g" T7 G# K

: Z4 K; M0 n4 J. e  `公仔箱論壇車輪是圓形,是為了能使車子行進能夠平順,而且省力
4 q% s6 p) N$ O! W! R0 Cwww3.tvboxnow.com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)~www3.tvboxnow.com" _; x) o% e+ ?, T
輪子如果是方形的,那麼當馬匹要讓馬車行進的時候,
3 l; S* ]7 [6 Q* y- ]公仔箱論壇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)
5 W: Y% C4 H7 D         2、方形輪子滾動了,但是整個車身會上下震盪
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為何會有震盪的情形?(以平坦路面為前提)
' j$ T& B5 ?0 f6 L5 m- X$ d, F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www3.tvboxnow.com$ N* K5 E/ b- ?$ a" Y
當輪子是『■』的時候,輪軸心距離地面的高度是《邊長的一半》
$ T$ E8 E2 s$ b+ T! k. Ktvb 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》
( T- K* i% \0 z& h4 C! _~~在正方形的情形下,對角線長度是邊長的(√2)倍公仔箱論壇3 K" N7 D" x0 X5 R) p) H
所以,在滾動前進的之中,公仔箱論壇5 P4 U3 S4 {# n7 U6 {( i, R
整個車身就會有『正方形邊長的一半×(√2-1)』的震盪幅度
* E: }, f' ]" K, Xwww3.tvboxnow.com觀察車軸的行進路線,它就不是一直線,
% P* T$ O: [/ f9 G9 ?9 u而是以『擺線』的路徑行進,就像延伸不斷的麥當勞『m』一樣

$ D4 U. `/ [5 b% q) R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
" \6 \9 O/ d( n! [# N公仔箱論壇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5 a* n( g$ w. B
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。公仔箱論壇# |6 @0 q" f8 B1 M. K8 A! d
在這麼多的優勢之下,輪子當然以圓形為最佳選擇。
風瀟瀟兮逆水寒,壯士一去兮,不復返
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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