1樓:匿名使用者
理想狀態:即假設汽車在向前運動時,汽車頂部和底部的大氣壓力差能達到乙個標準大氣壓的大小。但事實上是不可能達到的,只能無限接近。
在沒有實驗條件的情況下,文章以有具體資料的極限值作標準描述了效果。這是分析物理現象常用的方法。
臨界狀態:當車輪對地面無壓力時,汽車動力將無法起作用,車速、公升力隨之降低,這時車輪重新對地面產生壓力,汽車動力也重新起作用……如此反覆,形成一種平衡狀態。題目所用到的「飛」字是加了雙引號的。
因為汽車要靠車輪轉動產生動力,這決定了它的「飛」不同於與真正意義上的飛。
現在,我們從汽車執行的幾個階段來分析一下大家關心的安全問題。
一、啟動
啟動時汽車速度由零增加至一定的小速度,所起的作用很小,無需討論。
二、高速行使中
隨著速度的增加,汽車就有可能到達臨界狀態,近似於飛起來。也許有人會提出,汽車達到臨界狀態,「飄」起來是很危險的。事實上,當汽車作直線運動時,如果沒有側作用力,就算是有小的騰空,也不會有什麼危險。
何況,按普通的汽車速度可能還達不到臨界狀態。
飛機要起飛,需要在跑道上加速到起飛速度(不同的飛機起飛速度不同,班機的起飛速度一般都要大於300km/h),讓飛機接近於騰空(這可以稱之為飛機的臨界狀態),然後再依靠機翼上的定風翼作用使飛機拉起起飛。雖然汽車比飛機的重量小得多,但飛機的機翼受力面積卻遠比汽車的受力面積要大,並存在槓桿作用,還要飛到上萬公尺的高空。所以汽車要達到臨界狀態,沒達到甚至超過飛機的起飛速度恐怕是不行的。
而汽車出廠時都會作限速設計,高速公路也同樣限速。因此,要想體驗臨界狀態的感受,也許只能在荒漠裡用實驗車來進行了。
三、緊急制動
同樣可能有人會提出,要是汽車到達臨界狀態,車輪與地面幾乎沒有了摩擦,一旦要緊急制動,可就很危險了。的確,要真是那樣就等於在冰面上踩剎車了。不過大家知道,當要踩剎車時,首先是得鬆油門的。
油門一鬆,汽車立刻就會減速,車輪對地面的壓力也會迅速恢復。
四、彎道行使
彎道行使是汽車安全的最大威脅。到達彎道前須減速剎車是常識。在看到要把汽車「提公升」的字眼時,大家最容易與f1賽車相比較。
現在的f1裝有與機翼作用相反的定風翼,以增加賽車的下壓力,提高賽車的安全性。
那是不是「提公升」理論錯誤了呢?不是。我們先來看看汽車(這裡是指轎車)與f1有何不同。
汽車:自重2000~3000kg,重心高度約0.5m,最高時速一般小於250km/h。
f1:總重(含駕駛員)600kg,重心高度約0.3m,最高時速大於300km/h。
從資料中看出,轎車的重量是f1的3~5倍,重心比f1高,速度比f1小。這就可以理解為什麼f1需要增加輪胎寬度,需要定風翼,為什麼彎道事故中汽車是以側翻為主,f1則是甩尾了。而f1定風翼所產生的下壓力,與汽車的車重相比簡直是九牛一毛。
因此,「提公升」後的汽車進入彎道需要擔心的並不是下壓力不足,而仍然是向心力不足造成的側翻。我們再假設汽車以「提公升」後下壓力不足的速度轉彎,很顯然汽車會馬上發生甩尾。然而,當甩尾開始時,汽車的執行方向發生變化,瞬間「提公升」作用劇減,車輪與地面的摩擦力將迅速恢復。
這樣一來,這甩尾作用反而減輕了側翻的危險。
要補充的是,f1與地面的摩擦力是幾乎是恆定的。而應用該技術汽車頂部的大氣壓力就像彈簧一樣,時刻隨著汽車的車速、方向的改變而改變,進而體現為車輪對地面的壓力。
當然,應用該技術旨在節能,我們不追求一定要達到臨界狀態,以汽車最大速度也未必能達到。假使能達到,而且影響了安全效能,我們尚可以通過改變斜面斜度來控制公升力大小。為了能讓大家更好地理解節能含義,這裡假設載有5人的應用該技術的汽車,在行使時受到的公升力作用剛好抵消了5人的重量。
這時,該車就相當於一輛空車了,其節能效果不言而喻。
不過,在進行汽車設計時還是需要進行試驗,包括限速、彎道控制等等,以期該車型能達到盡善盡美的效果。
還是讓我們期待著這一技術能早日造福人類吧!
2樓:匿名使用者
超音速飛機一般是3000公里/小時.
而汽車的速度是100公里/小時.
飛機速度是汽車的30倍.
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