刹车时刹车片夹住随轮胎旋转的盘

一辆汽车需要由大约20,000个零件组成。配备复杂的装置,通过各装置的密切配合,汽车可以行驶、转向和停车。在深入每个设备的细节之前,我想谈谈我经常思考的“什么是汽车”这个问题。汽车是与物理学密切相关的交通工具。说到这里,大家可能会拒绝:“物理呢?我又不是理科生。”别担心。虽然汽车的驾驶是基于物理原理的,但我会以每个人在日常生活中经历的事情为例。即使是孩子们也知道我在说什么,所以不要让它看起来像你在学校学习课本。

首先,我经常觉得“车因热而动,因热而停”是一件很有趣的事情。转动车钥匙将首先启动发动机。发动机由气缸和活塞组成,燃烧汽油和空气的混合物,并利用混合物的膨胀产生旋转力。发动机中有气缸和活塞,汽油在气缸内的燃烧室中燃烧。汽油和空气的混合物被送入燃烧室,燃烧后膨胀。气体(混合气体)膨胀并向下压在活塞上,从而带动活塞下方的轴旋转。发动机输出的旋转力传递给轮胎,使轮胎旋转。就这样,汽车“随热而动”。那么停车的时候呢?轮胎被刹车停止。刹车时,刹车片夹住随轮胎旋转的刹车盘。

然后,盘和垫之间发生摩擦,并且摩擦产生热量。当踩下制动踏板时,附在制动钳内侧的刹车片会夹住随轮胎旋转的制动盘。两者之间的摩擦产生热量,然后释放到空气中。这与在冷的时候搓手会使它们变暖的原因是一样的,因为搓手会产生热量。刹车盘和刹车片相互摩擦,产生的热量释放到空气中。这通过将旋转轮胎转化的热量释放到空气中来减慢汽车的速度。不仅是汽车,自行车等的刹车原理都是一样的,即“热停”。汽车确实是一种“因热而动,因热而停”的交通工具,通过反复的热交换实现行驶和停车。不使用发动机的汽车,例如电动汽车,不会因为热而移动,但就像发动机汽车一样,它“因热而停止”。

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