相信很多人都看過專業賽車比賽,很多人都被賽車發動機震撼的轟鳴聲所震撼,筆者的關注點不僅僅是這個,筆者還留意到賽道一個特別之處。或許有些人覺得賽道有什麼好看的,其實賽道中暗藏著很多學問,本文和大家分享的一點就是:為什麼賽車跑道是斜的。
賽車場上的賽車速度非常快,筆者覺得完全可以用「疾馳」這個詞來形容。由於賽車的賽道一般都不是一條直線的,而是彎彎曲曲的,賽車想要快速駛過彎道,除了需要駕駛員具備高超的駕駛技術之外,其實還需要外部輔助,即賽道彎道處呈傾斜狀,彎道的外側要比內側高。這是為什麼呢?
當汽車過彎道時會產生一個往外的離心力。最直觀的例子就是,我們在乘坐汽車時都會遇到這樣一種情況,即汽車以比較快的速度急轉彎時,我們就會感覺到整個人好像要被甩出去了,這也是有一些公交車在準備拐彎前都會提示乘客「車輛即將轉彎,請坐好扶穩」的原因。這是因為汽車過彎道時相當於做圓周運動,而圓周運動中的物體就會產生偏離圓周中心的「想法」,即產生了離心力。汽車在轉彎時如果沒有足夠的力與離心力抗衡,車子就會飛出去,我們站在快速轉彎的公交車上,用力緊緊抓住扶手,其實就是在抗衡離心力。
既然汽車拐彎時會產生離心力,那為什麼平時汽車在平整的地面上拐彎,車子卻沒有甩出去呢?筆者認為,平時我們駕駛汽車在平整路面上轉彎時速度比較慢,而汽車在拐彎時除了產生一個向外的離心力外,車輪會受到一個向彎道內側的靜摩擦力,當車速越高,離心力就越大,靜摩擦力也越大。而靜摩擦力是有最大值的,當車子以比較低速轉彎時,離心力比較小,靜摩擦力足以抗衡離心力,所以車子能夠牢牢「抓住」地面。當車速超過限定值時,離心力就會大於靜摩擦力最大值,這時候車子就會甩出去。因此我們駕駛汽車進入彎道時,首先要做的就是降低車速。
為了讓我們能夠以相對較快的速度駛過彎曲道路,聰明的道路建設工程師們想出了這樣一個辦法,即把彎道的路面設計為傾斜狀:彎道外側比彎道內側高。當汽車進入這樣設計的彎道時會額外增加一個向心力,與汽車自身的靜摩擦力一起「合作」抗衡離心力,這樣就可以讓汽車過彎道的速度大大提高了。試想一下,如果賽道是平整的,賽車過彎道時需要把車速降到非常低才能安全通過,否則就會甩出去。慢速行駛的賽車還有什麼競技競速的感覺嗎?大家覺得呢?
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