了解汽車中相關(guān)的力學(xué)知識更有利于安全駕駛

張宇嘉

摘 要：科學(xué)的進步大大提高了機械化程度，而汽車的發(fā)明和廣泛使用則給人們帶來了更多的便利。力學(xué)是物理學(xué)中的一個分支，是專門研究物質(zhì)機械運動規(guī)律的科學(xué)。力學(xué)在機械中的應(yīng)用極為廣泛。力學(xué)知識和安全駕駛息息相關(guān)：超速、超載等不規(guī)范駕駛造成安全隱患的力學(xué)依據(jù)；小小安全帶中的力學(xué)常識；特殊路況中和惡劣天氣下的駕駛禁忌。充分了解和掌握這些影響汽車速度的力學(xué)知識，將更有利于安全駕駛。

關(guān)鍵詞：汽車；力學(xué)知識；安全駕駛

中圖分類號：G63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）01-0235-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.01.143

物理，顧名思義，就是事物的道理?？茖W(xué)地講，物理是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的科學(xué)。汽車，作為一種重要的現(xiàn)代化交通運輸工具，在人們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。那么，弄懂汽車中相關(guān)的力學(xué)知識，對于了解汽車及安全駕駛有著重要的作用。

力學(xué)是物理學(xué)中的一個分支，是專門研究物質(zhì)機械運動規(guī)律的科學(xué)。力學(xué)在機械中的應(yīng)用極為廣泛。確切地說，力學(xué)是力與運動的科學(xué)，正所謂“力無處不在，運動永不停歇”。力與運動的關(guān)系，可以說是一切機械運動的核心原理：（1）力改變了物體的運動狀態(tài)，或者準(zhǔn)確地說，力促成了加速度的產(chǎn)生。（2）但并不是力來維持物體的運動，是物體自身的性質(zhì)或慣性決定了物體的運動。（3）在不受力的情況下，物體并不是靜止不動：如果原本就是靜止的，不受力的，物體就會保持靜止?fàn)顟B(tài)；如果原本就是運動的，不受力的，物體就會保持運動狀態(tài)。

這些力學(xué)知識顯然就是汽車的機械原理，在汽車制造的過程中，有眾多的力學(xué)知識被應(yīng)用進來。比如，汽車底盤的設(shè)計：質(zhì)量相對于車身的其他部分都比較大，這是為了使汽車的重心降低，使汽車在行駛中更加穩(wěn)定。又如，流線型的車身設(shè)計：汽車行駛時受到的空氣阻力減少，能提高汽車行駛的速度，減少驅(qū)動的能耗。再如，又寬又大的汽車座椅設(shè)計：此設(shè)計是為了減小車輛行駛時對乘客形成的壓強，使乘客坐得更加舒服。還有，就是一些簡單機械的應(yīng)用，如方向盤、車輪、開窗的搖柄等的設(shè)計，都是運用了輪軸的工作原理。而調(diào)速桿，自動開關(guān)門的裝置的設(shè)計，都是運用了杠桿的工作原理。

其實，上面提到的這些汽車中相關(guān)的力學(xué)知識，同樣適用于很多其他交通工具。像現(xiàn)在的現(xiàn)代化高級交通運輸工具，如動車、高鐵等的設(shè)計，都少不了這些力學(xué)知識的參與。將這些力學(xué)知識具體運用在交通運輸機械設(shè)計中，就是為了提高交通運輸工具安全、節(jié)能、舒適、便利等方面的性能。所有的汽車在原理上都是一樣的，名牌汽車之所以成為名牌，正是因為它們通過高、精、尖的技術(shù)，使這些方面得到了更大程度的改進和提高。

但是對于汽車來講，核心問題是速度。熱播的系列電影《速度與激情》中的瘋狂的車技，是對汽車速度的激情演繹。名作家劉易斯說過，汽車是美國人的詩歌。然而正如俗說所說，十次車禍九次快，汽車的速度是影響汽車安全問題的最重要的因素。因此，充分了解和掌握影響汽車速度的力學(xué)知識，將更有利于安全駕駛。

一、超速、超載等不規(guī)范駕駛造成安全隱患的力學(xué)依據(jù)

國家三令五申，對超速和超載嚴(yán)查嚴(yán)管，就是因為超速和超載存在著非常大的安全隱患。從報道出來的造成重大傷亡和損失的交通事故來看，超速超載的例子不勝枚舉。其實，從力學(xué)的角度來分析，就可以知道超速、超載的危險性觸目驚心。

1.因為物體的動量等于物體的質(zhì)量乘以物體的速度，而超載汽車的質(zhì)量意外增加，超速汽車的速度意外增大，在這種情況下如果發(fā)生碰撞，由于撞擊的瞬間時間極短，所產(chǎn)生的沖擊力，能夠造成非常嚴(yán)重的危害。研究試驗表明，碰撞速度如果是每小時30公里，被撞行人死亡的可能性為5%；碰撞速度如果是每小時50和70公里，被撞行人死亡的可能性為45%和85%。

2.因為慣性的大小和質(zhì)量有著直接、完全的關(guān)系。直觀感受給人們一種誤解，認(rèn)為慣性和速度有關(guān)。其實，通過力、質(zhì)量和加速度這三者之間的關(guān)系，可以知道慣性和速度沒有關(guān)系，只和質(zhì)量有關(guān)。因此，如果汽車超載，汽車的質(zhì)量越大，汽車維持原來前進速度的能力就越大，也就是說汽車的慣性就越大。這樣，就不難理解為什么高速公路上那些載重的大貨車在短的時間和距離內(nèi)根本停不下來的原因了。如果超載，一旦發(fā)生事故，慘重的損失無法避免。

3.因為慣性在保持物體原來的運動狀態(tài)時，除了保持了速度的大小，還保持了速度的方向。因此，超速、超載的汽車在轉(zhuǎn)彎時的危險明顯加大。正常情況下，汽車在轉(zhuǎn)彎時一定要減速行駛，否則汽車在轉(zhuǎn)彎行駛時的最大靜摩擦力就會小于需要的向心力，汽車就會沿著切線方向沖出路面。

二、安全帶中的力學(xué)常識

近幾年來，交通管理部門反復(fù)嚴(yán)格要求乘客系好安全帶。特別是對于小汽車的司機和前排乘客，要求更加嚴(yán)格。而且，現(xiàn)代汽車的智能管理系統(tǒng)，還安裝了提醒系安全帶的報警裝置。對于長途高速客運車輛，安排了專門的人員檢查督促，可見這件事的重要。而且，因為不系安全帶發(fā)生惡性交通事故的報道也不斷增加。小小的安全帶中，有非常重要的力學(xué)常識。

根據(jù)有關(guān)資料的顯示，及時規(guī)范地使用安全帶，可在車禍中降低13%到55%的死亡率。這是因為安全帶利用了物理學(xué)中“力=沖量/時間”這個原理，通過安全帶的緩沖作用，可以延長作用力的時間，使沖量作用于人體與物理碰撞后產(chǎn)生的強大的反作用力，在安全帶拉住人體的過程中慢慢變小，以此減少這種作用力對人體的傷害。

三、特殊路況和惡劣天氣中的駕駛禁忌

這些駕駛禁忌都是駕車行駛中最基本的常識，其中都包含著相應(yīng)的力學(xué)知識。例如，汽車爬坡時要降到低速，這是因為功率P=牽引力F×速度V，功率一定時，要想增大牽引力就必須降低速度。再如，雨雪天氣道路濕滑，不能用力踩剎車，因為雖然用力踩剎車可以通過增大壓力來增加摩擦，但是由于濕滑的路面摩擦力很小，用于剎車的力很可能轉(zhuǎn)移成其他方向的動量，使汽車出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾、橫向滑動或來回擺尾等意外情況，最終使汽車失控。

因此，在行駛過程中，駕駛員要認(rèn)真留意路況的標(biāo)志，特別是對那些減速、慢行及轉(zhuǎn)彎的標(biāo)志，要認(rèn)真對待，不能掉以輕心。

總而言之，科學(xué)的進步大大提高了機械化程度，而汽車的發(fā)明和廣泛使用更是給人們帶來了更多的便利。值得慶幸的是，科學(xué)文化的發(fā)展進一步促進了人們素質(zhì)的提高，人們文化水平和科學(xué)素養(yǎng)的提升，都為人們生活水平的改善創(chuàng)造了充分的條件。因此，了解和掌握更多的力學(xué)知識，提高駕駛時的安全意識，將受到越來越多的人的關(guān)注。

參考文獻：

[1] 巢凱年.汽車力學(xué)在安全駕駛中的應(yīng)用[J].實用汽車技術(shù)，2009（2）：9-12.

[2] 劉學(xué)航.汽車安全設(shè)計中的力學(xué)原理[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015（8X）：45-46.endprint