谈谈“生活中的物理”之汽车上的物理知识

谈谈“生活中的物理”之汽车上的物理知识

李德效

李德效山东省安丘市第一中学262100

生活、学习、工作处处离不开物理知识，随着社会的发展、有车族的不断壮大，汽车上的物理知识非常多，这里介绍几项，供大家参考。

一、“防抱死”讲安全

防抱死系统是现代中高档轿车必不可少的装备，很多汽车广告都会把防抱死刹车系统(ABS)作为“卖点”。其实，ABS是antilockbrakingsystem的英文缩写，中文译为“防死锁刹车系统”。未安装该系统的汽车在遇到紧急情况时来不及分步缓刹，只能一脚踩死，汽车则因惯性继续向前滑冲，可能出现侧滑、跑偏、方向不受控制等危险。装有ABS的车，在车轮即将到达下一个锁死点时，通过轮胎上的传感器向防抱死系统电脑发出信号，电脑就会令刹车系统不再刹车，于是刹车就在抱死和不抱死之间交替进行。电子式防抱死刹车1秒内可作用60～120次(机械式为6～12次)，相当于不停地刹车、放松，类似于机械“点刹”，可避免紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，保证行车安全，缩短刹车距离。

二、玻璃贴膜作用大

1.防眩光。

贴膜有一定颜色，可减弱可见光的强度，降低对人眼的刺激，有助于改善司机视野、确保驾驶安全。建议用户尽量不要选取透光度太低的膜，车窗膜(尤其是前排两侧窗的膜)选择透光度在85%以上的较为适宜。这样的侧窗膜无需挖孔且不影响视线，还能在夜间行车时减弱后面来车大灯照射在反光镜的强烈眩光反射，在雨夜行车、倒车、调头时保证视线良好。

2.阻隔紫外线。

紫外线在太阳光中约占3%，过量的紫外线照射会诱发人体皮肤癌变，还会造物品褪色、塑料橡胶件老化。高品质的车膜可阻隔99%以上的紫外线，不仅能有效防止车内乘员因过量紫外线照射而灼伤皮肤，还能保护车内音响及其他内饰。

3.隔热。

传热的方式有传导和辐射，贴膜的玻璃挡住了部分太阳辐射。车膜的隔热性能取决于其反射和吸收能力，反射能力越强，吸收能力越强，隔热率也就越高。各国及各地区法律一般规定车膜的可见光反射率不得超过10%。由于汽车膜本身的吸热能力有限，所以汽车膜的隔热率一般在40%～70%之间。

4.防爆与防划伤。

这也是涉及安全的又一重要性能。优质防爆膜具有很强的韧性，其上的强力胶能将破碎的玻璃紧紧地粘在一起，其抗冲击性能也很强，可避免事故发生时飞溅的玻璃碎片对乘客产生二次伤害。

三、汽车变速箱，应变能力强

汽车的即时功率P=FV，F表示牵引力，V表示即时速度。在额定功率下，速度越大，牵引力越小；速度越小，牵引力越大。汽车爬坡时调为低速，可增大牵引力；汽车行使在平直的公路上时换成高速档，可获得较高速度。

四、倾斜的前挡玻璃防事故

为防止挡风玻璃形成平面镜效应(车内物体易通过直立挡风玻璃在司机面前成像)，影响司机的判断，汽车的前挡风玻璃通常都不是直立的(底盘高大的车除外)，而是呈弧形且倾斜安装，避免在司机正对面成像。汽车前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在司机的前上方，而路上行人不可能出现在上方空中，这样司机就能将车内乘客的像与路上行人分离开来而不会出现错觉。大型客车的前窗位置比小轿车高得多，即使前窗竖直安装，像也与前窗同高，而路上行人不可能出现在这个高度，所以司机就不会将乘客在窗外的像与路上行人相混淆。

五、车灯构造学问深

1.汽车头灯

汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。汽车头灯的玻璃灯罩都带有横竖条纹，根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。夜晚行车时，司机不仅要看清前方的路面情况，还要看清路边行人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射会将光分散到实际需要的方向上，使光线均匀柔和地照亮前方道路和路边景物。这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，照亮路标和里程碑，从而确保行车安全。利用凹面镜反射原理，灯泡内有两个灯丝(远光和近光)，近光灯丝在焦点附近，远光灯丝在焦点上。汽车头灯里的反射镜是一个凹镜，能把放在其焦点的光源发出的光反射成平行光射出。

2.观后镜。

它是汽车驾驶室外面的凸镜。凸镜对光线有发散作用，成正立、缩小的虚像，扩大了司机的观察范围，从而保证行车安全。

3.汽车尾灯灯罩。

它由许多小三棱镜组成，在后面的灯光射来时产生全反射，保证后面车辆的司机及时发现目标，确保安全。

六、流线型车身阻力小

为了减少空气阻力系数，现代轿车车身上的转折线一般采用圆滑流畅的曲线。前围与侧围，前围、侧围与发动机罩，后围与侧围等处均采用圆滑过渡，发动机罩向前下倾，车尾后箱盖短而高翘，挡风玻璃采用大曲面玻璃，且与车顶圆滑过渡，前风窗与水平面的夹角一般在25°～33°之间，侧窗与车身相平，前后灯具、门把手嵌入车体，车身表面尽量光洁平滑，用平整的盖板盖住车底，降低整车高度……这些措施和设计成流线型的车身，有助于减小空气阻力系数和正面迎风面积，从而减小汽车行驶时受到的空气阻力（F=Cpu2A，其中C为空气阻力系数、p为空气密度、u为车与空气的相对速度、A为水平投影面积）。