汽车与物理知识

汽车是人们经常乘坐的交通工具之一,可你是否知道,汽车与物理知识密切相关.

1.汽车具有惯性

乘汽车时都有这样的经历：汽车突然启动时,乘客会向后仰；而紧急刹车时,人要向前倾；汽车转弯时,车上人的身体会朝相反方向倾倒.这是为什么呢?

汽车启动时,乘客的脚随车一起运动,而乘客的上半身由于惯性的原因继续保持静止状态而向后仰.当汽车突然刹车时,汽车和乘客的脚同时受阻力的作用而停止运动,而乘客的上半身由于惯性的原因继续保持向前的运动状态而向前倾倒.汽车转弯时,乘客的脚随车一起运动,而上半身由于惯性的原因继续保持原来的运动状态而向汽车转弯的相反方向倾倒.并不是汽车没有惯性,是因为在汽车突然启动、刹车、转弯时力改变了汽车的运动状态,它的惯性没有通过现象表现出来.一切物体在任何情况下都有惯性.

2.汽车力与运动的关系

当汽车关闭发动机后,汽车会慢慢停下来,有人会认为是汽车不受力作用的原因,于是产生物体的运动需要力来维持这种错误认识.其实汽车慢慢停下来正是因为它受到了力的作用,这就是摩擦阻力,这个力改变了汽车的运动状态.当汽车运动时发动机工作所产生的动力就是用来平衡摩擦阻力的,当发动机的牵引力等于摩擦阻力时,汽车将做匀速直线运动.所以当汽车不受力的作用或所受到的力是平衡力时,汽车的运动状态不发生改变；当汽车的运动状态发生改变时,它一定受到了非平衡力的作用.

3.汽车的刹车性能

检测机构为了检测汽车的刹车性能,在同一场地做了如下实验：

（1）某车以不同车速行驶时,测得的有关数据如下表所示.其中反应距离是指司机发现情况,决定刹车到脚踩到车踏板上时车通过的距离；

刹车距离是指脚踩在刹车踏板上,使车减速到车停时通过的距离.由表可知,车速越快,从发现情况决定刹车到车停止时,车通过的距离越远,所以汽车行驶时要限速,不能超速行驶.

（2）汽车的刹车方式有两种：

方式一：刹车时,车轮不能滚动,只能滑行,直至车停.

方式二：刹车时,车轮仍保持滚动,但滚动减慢,直至车停.

右图反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较.由图可知,刹车方式一虽然车速在开始减小得快,但到后面它的速度减小得反而慢；而第二种方式的车速在开始减小得慢,但在后面减小得很快,从图像可以看出刹车方式二的刹车距离较短.

有的动能大,所以撞击时对于障碍物的破坏程度也大.

4.汽车防冻液

汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液）,加入防冻液后的混合液沸点升高凝固点降低,冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.

有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同.具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）.

在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10℃～15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过少.

（1）汽车发动机用水来冷却,这是因为水的比热容较大.

（2）在混合液中,如果防冻液含量从30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是先降低后升高.

（3）若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,宜选防冻液含量为40%的混合液.

（4）长时间使用后,汽车水箱中的混合液中水汽化而减少,防冻液的含量增大,混合液的沸点升高.