開汽車中的物理知識

華興恒

隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平迅速提高，人們出行已離不開車，并且許多家庭都有了自己的小汽車.為了保證出行的安全，那么開汽車時應該注意哪些問題呢？下面我們就從物理學的角度來談一談這方面的問題.

一、汽車追尾問題

由于人從發現情況到采取相應的行動，需要一定的反應時間，而不同的人在不同的環境條件下反應時間的長短又是各不相同的，反應時間越短反應越靈敏.在反應時間內汽車將保持勻速直線運動狀態，剎車后由于汽車具有慣性還會繼續向前運行一段距離，因此在行車的過程中，為了確保行車的安全，前后車輛之間一定要保持一定的距離.

正是由于這個原因，當出現陰雨、大霧或大雪天氣時，由于能見度較低，為了確保行車的安全，高速公路應當關閉.

說明 汽車在不同的路面行駛，最高限速是各不相同的.特別是在陰雨天氣、風雪冰凍等情況下，一定要降低行駛速度.由于雨水的潤滑作用，潮濕路面的摩擦因數比干燥路面小，且車速越高動摩擦因數越小，因此最高限速應下調.

二、汽車轉彎問題

汽車在轉彎時要防止側滑的發生.汽車在水平公路上行駛時，轉彎所需的向心力是由車輪與路面之間的靜摩擦力提供的.如果轉彎時速度過快，汽車所需的向心力大于最大靜摩擦力的話，汽車將會做離心運動，因此會導致交通事故的發生.正是由于這個緣故，在公路的彎道處，為了確保行車的安全，行駛的車輛是不允許超過規定速度的.

說明 同學們在觀看賽車比賽時，經常會看到由于車速過快，經常會出現汽車滑出賽道甚至是發生側翻的現象，就是由于這個原因.在大彎道高速公路上超車時，千萬不能猛打方向盤使汽車轉彎過快，這樣很容易發生汽車沖出公路發生車禍，或汽車發生側翻，導致生命財產損失.由F向=mv2R可知，汽車的轉彎半徑越小，則所需的向心力越大.當汽車的轉彎半徑R=20 m，汽車的速度達40 km/h時，人們就能夠強烈地感受到汽車有向外傾覆的離心作用.因此在進行超車變更車道時，雖然必須采取加速措施，此時要盡可能地采用大的曲率半徑來進行，以防發生不測.

此外，摩擦力對汽車的質心還會產生一個轉動力矩，M=F·L=mv2hR（h是汽車的重心距地面的高度），因此汽車的重心越高，行駛速度越快，其轉彎時越容易向外側傾覆.即使是在平直的公路上行駛，汽車的重心越高，其穩定性也越差，也就越容易發生側翻事故.

三、汽車上坡問題

由于每輛汽車都有一個最大輸出功率，即當油門開足時的功率.如果汽車的載重量比較大，則其上坡時所需的牽引力也就大，由公式P=Fv可知，要想增大牽引力，必須降低汽車的行駛速度.因此汽車在上坡時必須采用低速，以確保汽車能夠順利地爬到坡頂，以防意外的方式.

四、汽車的安全措施

汽車在行駛的過程中，坐在前排的乘客要系好安全帶，以防汽車突然剎車時傷害事故的發生.特別是當汽車沖撞障礙物時，汽車幾乎是在幾十毫秒到幾百毫秒的極短時間內停止運動，在如此短的時間內，乘客仍以撞車以前的速度向前運動，不論是撞上儀表盤、方向盤還是前座的后背，都會造成很大的沖擊力，造成傷亡事故的發生；嚴重時，前排的乘客還很有可能會由于慣性會撞破車前窗玻璃被甩出去，后果不堪設想.因此為了確保乘客的安全，前排的乘客不僅要系好安全帶，而且在前排的司機和乘客的前面還有特殊的防撞擊保護裝置，這就是安全氣囊.

上述結論是理論值，其實當摩擦力較小時，運動的汽車已無法控制，所以實際汽車的運行速度應該更小一些才是安全的.

（收稿日期：2014-02-23）

隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平迅速提高，人們出行已離不開車，并且許多家庭都有了自己的小汽車.為了保證出行的安全，那么開汽車時應該注意哪些問題呢？下面我們就從物理學的角度來談一談這方面的問題.

一、汽車追尾問題

由于人從發現情況到采取相應的行動，需要一定的反應時間，而不同的人在不同的環境條件下反應時間的長短又是各不相同的，反應時間越短反應越靈敏.在反應時間內汽車將保持勻速直線運動狀態，剎車后由于汽車具有慣性還會繼續向前運行一段距離，因此在行車的過程中，為了確保行車的安全，前后車輛之間一定要保持一定的距離.

正是由于這個原因，當出現陰雨、大霧或大雪天氣時，由于能見度較低，為了確保行車的安全，高速公路應當關閉.

說明 汽車在不同的路面行駛，最高限速是各不相同的.特別是在陰雨天氣、風雪冰凍等情況下，一定要降低行駛速度.由于雨水的潤滑作用，潮濕路面的摩擦因數比干燥路面小，且車速越高動摩擦因數越小，因此最高限速應下調.

二、汽車轉彎問題

汽車在轉彎時要防止側滑的發生.汽車在水平公路上行駛時，轉彎所需的向心力是由車輪與路面之間的靜摩擦力提供的.如果轉彎時速度過快，汽車所需的向心力大于最大靜摩擦力的話，汽車將會做離心運動，因此會導致交通事故的發生.正是由于這個緣故，在公路的彎道處，為了確保行車的安全，行駛的車輛是不允許超過規定速度的.

說明 同學們在觀看賽車比賽時，經常會看到由于車速過快，經常會出現汽車滑出賽道甚至是發生側翻的現象，就是由于這個原因.在大彎道高速公路上超車時，千萬不能猛打方向盤使汽車轉彎過快，這樣很容易發生汽車沖出公路發生車禍，或汽車發生側翻，導致生命財產損失.由F向=mv2R可知，汽車的轉彎半徑越小，則所需的向心力越大.當汽車的轉彎半徑R=20 m，汽車的速度達40 km/h時，人們就能夠強烈地感受到汽車有向外傾覆的離心作用.因此在進行超車變更車道時，雖然必須采取加速措施，此時要盡可能地采用大的曲率半徑來進行，以防發生不測.

此外，摩擦力對汽車的質心還會產生一個轉動力矩，M=F·L=mv2hR（h是汽車的重心距地面的高度），因此汽車的重心越高，行駛速度越快，其轉彎時越容易向外側傾覆.即使是在平直的公路上行駛，汽車的重心越高，其穩定性也越差，也就越容易發生側翻事故.

三、汽車上坡問題

由于每輛汽車都有一個最大輸出功率，即當油門開足時的功率.如果汽車的載重量比較大，則其上坡時所需的牽引力也就大，由公式P=Fv可知，要想增大牽引力，必須降低汽車的行駛速度.因此汽車在上坡時必須采用低速，以確保汽車能夠順利地爬到坡頂，以防意外的方式.

四、汽車的安全措施

汽車在行駛的過程中，坐在前排的乘客要系好安全帶，以防汽車突然剎車時傷害事故的發生.特別是當汽車沖撞障礙物時，汽車幾乎是在幾十毫秒到幾百毫秒的極短時間內停止運動，在如此短的時間內，乘客仍以撞車以前的速度向前運動，不論是撞上儀表盤、方向盤還是前座的后背，都會造成很大的沖擊力，造成傷亡事故的發生；嚴重時，前排的乘客還很有可能會由于慣性會撞破車前窗玻璃被甩出去，后果不堪設想.因此為了確保乘客的安全，前排的乘客不僅要系好安全帶，而且在前排的司機和乘客的前面還有特殊的防撞擊保護裝置，這就是安全氣囊.

上述結論是理論值，其實當摩擦力較小時，運動的汽車已無法控制，所以實際汽車的運行速度應該更小一些才是安全的.

（收稿日期：2014-02-23）

隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平迅速提高，人們出行已離不開車，并且許多家庭都有了自己的小汽車.為了保證出行的安全，那么開汽車時應該注意哪些問題呢？下面我們就從物理學的角度來談一談這方面的問題.

一、汽車追尾問題

由于人從發現情況到采取相應的行動，需要一定的反應時間，而不同的人在不同的環境條件下反應時間的長短又是各不相同的，反應時間越短反應越靈敏.在反應時間內汽車將保持勻速直線運動狀態，剎車后由于汽車具有慣性還會繼續向前運行一段距離，因此在行車的過程中，為了確保行車的安全，前后車輛之間一定要保持一定的距離.

正是由于這個原因，當出現陰雨、大霧或大雪天氣時，由于能見度較低，為了確保行車的安全，高速公路應當關閉.

說明 汽車在不同的路面行駛，最高限速是各不相同的.特別是在陰雨天氣、風雪冰凍等情況下，一定要降低行駛速度.由于雨水的潤滑作用，潮濕路面的摩擦因數比干燥路面小，且車速越高動摩擦因數越小，因此最高限速應下調.

二、汽車轉彎問題

汽車在轉彎時要防止側滑的發生.汽車在水平公路上行駛時，轉彎所需的向心力是由車輪與路面之間的靜摩擦力提供的.如果轉彎時速度過快，汽車所需的向心力大于最大靜摩擦力的話，汽車將會做離心運動，因此會導致交通事故的發生.正是由于這個緣故，在公路的彎道處，為了確保行車的安全，行駛的車輛是不允許超過規定速度的.

說明 同學們在觀看賽車比賽時，經常會看到由于車速過快，經常會出現汽車滑出賽道甚至是發生側翻的現象，就是由于這個原因.在大彎道高速公路上超車時，千萬不能猛打方向盤使汽車轉彎過快，這樣很容易發生汽車沖出公路發生車禍，或汽車發生側翻，導致生命財產損失.由F向=mv2R可知，汽車的轉彎半徑越小，則所需的向心力越大.當汽車的轉彎半徑R=20 m，汽車的速度達40 km/h時，人們就能夠強烈地感受到汽車有向外傾覆的離心作用.因此在進行超車變更車道時，雖然必須采取加速措施，此時要盡可能地采用大的曲率半徑來進行，以防發生不測.

此外，摩擦力對汽車的質心還會產生一個轉動力矩，M=F·L=mv2hR（h是汽車的重心距地面的高度），因此汽車的重心越高，行駛速度越快，其轉彎時越容易向外側傾覆.即使是在平直的公路上行駛，汽車的重心越高，其穩定性也越差，也就越容易發生側翻事故.

三、汽車上坡問題

由于每輛汽車都有一個最大輸出功率，即當油門開足時的功率.如果汽車的載重量比較大，則其上坡時所需的牽引力也就大，由公式P=Fv可知，要想增大牽引力，必須降低汽車的行駛速度.因此汽車在上坡時必須采用低速，以確保汽車能夠順利地爬到坡頂，以防意外的方式.

四、汽車的安全措施

汽車在行駛的過程中，坐在前排的乘客要系好安全帶，以防汽車突然剎車時傷害事故的發生.特別是當汽車沖撞障礙物時，汽車幾乎是在幾十毫秒到幾百毫秒的極短時間內停止運動，在如此短的時間內，乘客仍以撞車以前的速度向前運動，不論是撞上儀表盤、方向盤還是前座的后背，都會造成很大的沖擊力，造成傷亡事故的發生；嚴重時，前排的乘客還很有可能會由于慣性會撞破車前窗玻璃被甩出去，后果不堪設想.因此為了確保乘客的安全，前排的乘客不僅要系好安全帶，而且在前排的司機和乘客的前面還有特殊的防撞擊保護裝置，這就是安全氣囊.

上述結論是理論值，其實當摩擦力較小時，運動的汽車已無法控制，所以實際汽車的運行速度應該更小一些才是安全的.

（收稿日期：2014-02-23）