大学生都来看看汽车运动过程中的人受力分析
摘要
1.前言
我们的社会在不断变化，随着国外汽车的技术引进和国家政策的鼓励，汽车行业的发展得到了快速提升。汽车的方方面面都得到人们越来越多的关注，同时现在社会中汽车已经不在是一种奢侈品的代言词，汽车已经逐步走进普通家庭的日常生活中，变得越来越普及化，人们的日常出行越来越离不开汽车，在汽车给我们带来方便的同时，也使得交通事故发生的次数在逐年增加。而且许多购买车辆的人对于一些汽车受力知识的了解并不如人们想象中的那么清晰，同时汽车运动过程中的受力情况，也是中学物理力学教学中经常选用的一个背景，很多学生和一些非专业人士总是误认为汽车向前行驶最直接的动力是牵引力，车轮与地面之间的摩擦都是阻力，从力学角度分析，这种说法是错误的。所以为了减少交通事故的发生和增加人们对于汽车行驶受力情况的了解，本文以汽车在运动过程中受力情况进行分析，以直路，弯路，加速行驶三个作为论述点，分析出这些情况中的汽车受力，希望能够帮助人们了解汽车的行驶受力和增加相关知识的储备，以致于达到安全出行的最终目标。
2.汽车的整体受力分析
针对汽车的整体受力情况，我们可以将其汽车内部本身受到的力简单地当做内力来处理，这样我们在对待汽车受力分析的时候可以简单化很多，我们主要可以从两个大方面来对汽车的整体受力进行分析，这两个方面一个是驱动力，一个是阻力。
首先我们可以根据一个公式来进行汽车的整体受力分析，也就是汽车行驶方程Ft=Ff+Fi+Fw+Fj。
受力分析图
其中Ft是驱动力，大小为Ttq*ig*i0*效率/r，Ff是滚动阻力，G*f*cosa，Fi是坡道阻力G*sina,Fj是加速阻力，k（质量系数）*m*du/dt
附着力：F=G*cosa*q（附着系数）。
由上面的公式我们可以很明显的看到汽车在行驶中需要的驱动力和行驶中阻力的一系列关系。当我们行驶在普通路面上时，如果想要计算出我们汽车的行驶能力，就可以根据一些
已经了解掌握到的信息来根据公式算出结果。比如说汽车发动机的转速，车胎的半径，空气的阻力系数，汽车车身的重要，车面接受风力的面积等等都可以计算出结果。（举例再写详细一点，突出怎么计算）
3.汽车行驶中的阻力和动力产生以及车胎地面的最佳状态
（1）动力产生的机理
其实从最简单的理解角度出发，汽车动力产生的原因就是来自发动机产生的热能转变成了能够推动汽车行驶的机械能。所以这就是为什么发动机称为汽车的动力源泉。那么从另外一个角度来讲解动力产生的机理，也就是要从发动机的工作过程中了解如何使得热能变成机械能，这样才能加深人们对于这方面知识的理解。我们现在大部分汽车使用的都是汽油发动机，在发动机完成一次工作流程中主要分为四个小方面来完成工作，也就是说要完成进气，压缩，膨胀和排气这四个流程。然后燃料在汽车的
汽缸内完成热量的释放，释放出的能力可以让汽车的活塞上下运动，同时利用连杆将产生的动力输送给曲轴，最后再在变速器和传动轴上将产生的能量输送到车轮上，这样就使得汽车能够顺利行驶。
（2）阻力产生的机理
汽车阻力的产生我们也可以从两个方面理解，一个是行驶阻力，另外一个是滚动产生的阻力。滚动阻力产生就是由于在汽车在路面行驶时路面不存在绝对的平滑，导致车胎在和路面接触的时候会产生微量的形变，这也导致了在汽车内部的各个部件的相对摩擦增加，使得能量在输送的过程中一部分转化成摩擦热能散失在部件中，同时轮胎本事也具体弹性，这也使得它在产生形变的时候内部会发生摩擦，也就是弹性摩擦力，这也是能量散失的原因之一。行驶阻力我们又可以分成两个小部分来说明，一个是上面说到过的轮胎阻力，另外一个则是空气阻力，顾名思义，也就是说汽车在行驶过程中因为流动使得空气中产生了压力差，同时空气也会和汽车的外部和内部零件上产生摩擦，形成一种空气干扰，这就产生了空气阻力。其中空气阻力我们又可以根据在汽车的不同位置划分成摩擦阻力，内部阻力和干扰阻力等。阻力的产生是和汽车行驶的速度快慢以及汽车的迎风面积成一种正相关的比例关系，当速度越快的时候，形成的空气阻力也会越来越大。
运动汽车
（3）汽车不打滑的条件（先有论据在有论点）
汽车打滑是一种失去控制的状态，发生打滑的情况是汽车事故常发生的原因之一，之所以
汽车会出现打滑现象，就是因为汽车的行驶过程里，汽车内部会根据其自身制动，转动所产生的惯性以及别的方面的原因而产生一种相互间的作用力，这种产生的作用力会使得车轮出现横向的甩动，这就使得汽车出现打滑的情况从而导致发生交通事故。
综上可得出我们如果要使得汽车不发生打滑就需要做到以下几点，首先要积极的检查汽车的配置和环境，比如车辆的轮胎，转向控制的相关零件部位等，检查的时候要严格依据相关规定标准来要求自己；其次是根据路面的情况，做出正确的判断进行合理科学的驾驶，比如遇见雪天这种容易发生打滑的天气或者路面有结冰现象的时候都应该减慢车速，保证自己安全出行，这个时候一定要切记不要使用制动装置。最后就是关于制动的时刻把握，要学会科学合理的保持车速，拒绝频繁使用制动，在使用制动之前要查看车辆状态是否处于平衡，尽量减少在转弯，加速减速时候的制动使用。
（4）轮胎与地面接触的最佳状态（先有论据在有论点）
随着汽车行业的发展，人们对于轮胎的关注度也是越来越高。汽车行驶的安全性很大程度是依靠着轮胎与地面的接触，也就是我们常说的抓地力。要想使得轮胎和地面接触达到我们所想要的理想状态就要将重要放在轮胎问题上，路况不是随着我们车辆改变就能改变的，
所以应该从轮胎的状态进行入手，这样才能在于不同地面接触时保持着一种完美状态。首先要定期的检测轮胎状况，如果发现轮胎出现破裂，内壁损坏的情况发生时，要及时的更换轮胎；其次就是发生轮胎鼓胀，隆起情况的出现，因为这种情况意味着轮胎的承受能力达到一种极限，产生这种情况的原因就是在于日常行驶中难免出现一些强烈的冲击，这就使得轮胎容易受到强力的挤压，使得胎内的帘子布断纱，从而使得空气从断纱出涌出，形成块状；最后要做的就是定期检测胎压，过高或者过低都对车辆的行驶造成不良后果，过高会使得轮胎对于地面的抓地能力降低，影响车辆行驶的平稳性和制动能力，也对使得轮胎的弹性程度降低，容易出现爆胎的情况。反之，如果过低的话则会使得与地面的摩擦增大，轮胎的使用寿命和耐磨程度大大降低，同时摩擦的增加也会使得轮胎温度上升，最终还是会出现爆胎的情况。
4.三种汽车行驶状态的受力分析
（1）水平直道上的汽车行驶受力分析
如果根据常人的思维角度作为出发点，我们一般都认为汽车行驶中受到两个力的相互作用，也就是摩擦力和牵引力，大体上是可以这样来理解的。同时，大部分人的思维中都将
牵引力归类为发动机来产生的，其实这种想法是有所偏颇的。如果以力学的角度来思考的话，这种想法是可以否定的，因为在汽车行驶运动中，能够给汽车前进动力的是轮胎与地面摩擦产生的静摩擦力，这才是真正意义上能够给汽车产生牵引力的直接源泉。
为了能够更加方面的解释和介绍汽车行驶的受力情况，我们在这里将汽车行驶中受到的静摩擦力用F1来表述，于此同时在汽车运动行驶中还有有别的类型的摩擦力产生，比如空气阻力，