張宇嘉

摘 要：科學(xué)的進(jìn)步大大提高了機(jī)械化程度，而汽車的發(fā)明和廣泛使用則給人們帶來(lái)了更多的便利。力學(xué)是物理學(xué)中的一個(gè)分支，是專門研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。力學(xué)在機(jī)械中的應(yīng)用極為廣泛。力學(xué)知識(shí)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(shí)；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(shí)，將更有利于安全駕駛。

關(guān)鍵詞：汽車；力學(xué)知識(shí)；安全駕駛

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。汽車，作為一種重要的現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具，在人們的生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。那么，弄懂汽車中相關(guān)的力學(xué)知識(shí)，對(duì)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(gè)分支，是專門研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。力學(xué)在機(jī)械中的應(yīng)用極為廣泛。確切地說(shuō)，力學(xué)是力與運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，正所謂“力無(wú)處不在，運(yùn)動(dòng)永不停歇”。力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，可以說(shuō)是一切機(jī)械運(yùn)動(dòng)的核心原理：（1）力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者準(zhǔn)確地說(shuō)，力促成了加速度的產(chǎn)生。（2）但并不是力來(lái)維持物體的運(yùn)動(dòng)，是物體自身的性質(zhì)或慣性決定了物體的運(yùn)動(dòng)。（3）在不受力的情況下，物體并不是靜止不動(dòng)：如果原本就是靜止的，不受力的，物體就會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)；如果原本就是運(yùn)動(dòng)的，不受力的，物體就會(huì)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

這些力學(xué)知識(shí)顯然就是汽車的機(jī)械原理，在汽車制造的過(guò)程中，有眾多的力學(xué)知識(shí)被應(yīng)用進(jìn)來(lái)。比如，汽車底盤的設(shè)計(jì)：質(zhì)量相對(duì)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(jì)：汽車行駛時(shí)受到的空氣阻力減少，能提高汽車行駛的速度，減少驅(qū)動(dòng)的能耗。再如，又寬又大的汽車座椅設(shè)計(jì)：此設(shè)計(jì)是為了減小車輛行駛時(shí)對(duì)乘客形成的壓強(qiáng)，使乘客坐得更加舒服。還有，就是一些簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用，如方向盤、車輪、開窗的搖柄等的設(shè)計(jì)，都是運(yùn)用了輪軸的工作原理。而調(diào)速桿，自動(dòng)開關(guān)門的裝置的設(shè)計(jì)，都是運(yùn)用了杠桿的工作原理。

其實(shí)，上面提到的這些汽車中相關(guān)的力學(xué)知識(shí)，同樣適用于很多其他交通工具。像現(xiàn)在的現(xiàn)代化高級(jí)交通運(yùn)輸工具，如動(dòng)車、高鐵等的設(shè)計(jì)，都少不了這些力學(xué)知識(shí)的參與。將這些力學(xué)知識(shí)具體運(yùn)用在交通運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)中，就是為了提高交通運(yùn)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?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)高、精、尖的技術(shù)，使這些方面得到了更大程度的改進(jìn)和提高。

但是對(duì)于汽車來(lái)講，核心問(wèn)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(duì)汽車速度的激情演繹。名作家劉易斯說(shuō)過(guò)，汽車是美國(guó)人的詩(shī)歌。然而正如俗說(shuō)所說(shuō)，十次車禍九次快，汽車的速度是影響汽車安全問(wèn)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(shí)，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(guó)家三令五申，對(duì)超速和超載嚴(yán)查嚴(yán)管，就是因?yàn)槌俸统d存在著非常大的安全隱患。從報(bào)道出來(lái)的造成重大傷亡和損失的交通事故來(lái)看，超速超載的例子不勝枚舉。其實(shí)，從力學(xué)的角度來(lái)分析，就可以知道超速、超載的危險(xiǎn)性觸目驚心。

1.因?yàn)槲矬w的動(dòng)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(shí)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(yàn)表明，碰撞速度如果是每小時(shí)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(shí)50和70公里，被撞行人死亡的可能性為45%和85%。

2.因?yàn)閼T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(shí)，通過(guò)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(méi)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(lái)前進(jìn)速度的能力就越大，也就是說(shuō)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(shí)間和距離內(nèi)根本停不下來(lái)的原因了。如果超載，一旦發(fā)生事故，慘重的損失無(wú)法避免。

3.因?yàn)閼T性在保持物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，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(shí)的危險(xiǎn)明顯加大。正常情況下，汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)一定要減速行駛，否則汽車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的最大靜摩擦力就會(huì)小于需要的向心力，汽車就會(huì)沿著切線方向沖出路面。

二、安全帶中的力學(xué)常識(shí)

近幾年來(lái)，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(duì)于小汽車的司機(jī)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(bào)警裝置。對(duì)于長(zhǎng)途高速客運(yùn)車輛，安排了專門的人員檢查督促，可見(jiàn)這件事的重要。而且，因?yàn)椴幌蛋踩珟Оl(fā)生惡性交通事故的報(bào)道也不斷增加。小小的安全帶中，有非常重要的力學(xué)常識(shí)。

根據(jù)有關(guān)資料的顯示，及時(shí)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?yàn)榘踩珟Ю昧宋锢韺W(xué)中“力=沖量/時(shí)間”這個(gè)原理，通過(guò)安全帶的緩沖作用，可以延長(zhǎng)作用力的時(shí)間，使沖量作用于人體與物理碰撞后產(chǎn)生的強(qiáng)大的反作用力，在安全帶拉住人體的過(guò)程中慢慢變小，以此減少這種作用力對(duì)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(shí)，其中都包含著相應(yīng)的力學(xué)知識(shí)。例如，汽車爬坡時(shí)要降到低速，這是因?yàn)楣β蔖=牽引力F×速度V，功率一定時(shí)，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?yàn)殡m然用力踩剎車可以通過(guò)增大壓力來(lái)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(dòng)量，使汽車出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾、橫向滑動(dòng)或來(lái)回?cái)[尾等意外情況，最終使汽車失控。

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

總而言之，科學(xué)的進(jìn)步大大提高了機(jī)械化程度，而汽車的發(fā)明和廣泛使用更是給人們帶來(lái)了更多的便利。值得慶幸的是，科學(xué)文化的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)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(shí)，提高駕駛時(shí)的安全意識(shí)，將受到越來(lái)越多的人的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

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

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