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为什么汽车，自行车，电动等车子的轮子是圆形的？用物理理论解释？

车轮,轮子,圆形为什么汽车，自行车，电动等车子的轮子是圆形的？用物理理论解释？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

为什么汽车，自行车，电动等车子的轮子是圆形的？用物理理论解释？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

从物理角度叫摩擦力。

方形和其它形状的做轮胎，表面摩擦力大，阻力增加。

因为圆形表面光滑，与接触地面的距离小，短，所以适应做汽车自行车，电动车的轮胎，只有与地面摩擦系数小，才会省力

回答于 2019-09-11 08:43:50

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因为大地是水平的，圆的可以和地面相切，使车保持重心在同一高度。 倘若大地是一个一个等腰直角三角形组成的，那么轮子要做成正方形才最稳。 总之，轮子的形状取决于大地。

圆有什么重要的性质呢？我们先看看右面画的一个圆。外面的圆圈叫圆周，画圆圈时圆规扎的一点（为了容易看见，现在画成一个黑点），叫圆心。让我们拿一根尺子量一量圆周上任何一点到圆心的距离吧，它们都是相等的。这相等的距离，叫做半62616964757a686964616fe4b893e5b19e31333332643239径。这就是圆的重要性质。如果把车轮做成圆形，车轴安在圆心上，当车轮在地面滚动的时候，车轴离开地面的距离，就总是等于车轮半径那么长。因此安装在车轴上的车厢，车厢里坐的人，都将平稳地被车子拉着走。假设这车轮子是个破的，已经不成圆形了，轮缘上高一块低一块的，也就是说从轮缘到轮子圆心的距离都不相等，那么这种车子走起来，一定要把你的头颠昏。车轮做成圆的，当然也还有别的原因，例如：当一样东西在地上滚动的时候，要比在地面上拖着走省劲多了，这是因为滚动摩擦阻力比滑动摩擦阻力小的缘故。那么，这时你一定知道为什么画圆时要用圆规了。因为圆规脚张开后，它两脚的距离是不变的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

因为地球都是圆的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

这个问题相当有意思，基本上算是一个对车轮设计的刨根问底式探究了。关于车轮为什么是圆的这种问题，要讨论的问题就很多了，不仅仅是物理学，恐怕更要从车轮诞生的历史来说起。

历史上轮子的发明

在轮子还没有被发明之前，人们搬运重物只能靠在地上拖动，重力和摩擦力没有任何途径能够被减小，因此搬运是一件十分耗费人力的事情。在劳动实践中，善于观察的人类发现只要在重物下面枕上多根圆木，就可以轻松拖动重物，因此这种方式一时间就得到了广泛的运用。不管是我国古代书籍中记载的劳动场景还是古埃及人建造金字塔时，都曾大规模使用过这种运物方式。原木滚动可以将滑动摩擦巧妙地转变成滚动摩擦，因此摩擦力大大降低，这就是省力的基本原理，同样也是车轮的最早原型。但是这时候的“轮子”并没有轴，效率依然不算特别高。

6000年前人类发明了车轮

原木滚动并不能算真正意义上的车轮，因为原木是一直在相对于货物向后移动的，也就是说需要人们不断地将最后面的原木搬到最前面去，才能让它们重复地进行工作。那么有什么办法可以一劳永逸地利用滚动摩擦呢？有一种说法是6000年前在美索不达米亚、高加索及中欧等地出现了真正的车轮，它的基本原理和今天的车轮没有什么区别，结构分为“轮”和“轴”两部分，轴与货物相对静止，而轮围绕轴做旋转运动。早期的轮子是木制的，其实就是一整截圆木。

自从车轮诞生之后，给人类的生活带来了很多变化，它不仅推动了人们提升了货运效率，还促进了机械结构的发展，进而出现了类似齿轮、纺车、水车等等的发明和进化。可以说车轮结构是一项人类历史上意义重大的发明。当今社会我们看到的车轮似乎早已觉得平淡无奇，但其实已经是非常高科技的产物。

轮子为什么要用圆形？

在本质上，滚动利用的就是力矩效应，让物体以尽可能避免产生静摩擦的方式向前进行翻滚运动。滚动时，物体与地面的接触点作为支点（中心点），施力点与支点间的垂直距离就是力臂，这样就形成了一个滚动力矩。也就是说这要能在一个物体上产生支点、施力点和力臂，就可以让它滚动。

对于古代的原木来说，支点是原木的触地点，施力点是原木与石块的接触点，而力臂是原木截面的直径。

对于现代车轮来说，支点是轮胎与地面接触点，施力点是轴心，而力臂是车轮的半径。

也就说，其实不光是圆形，还有很多其他形状的物体都可以在地面上滚动，比如椭圆、多边形等等。但不同形状的物体在滚动时所表现出的运动特性是完全不一样的，只有圆形表现出的各项特性才最符合我们在运送重物时的需求。那么圆形车轮具体都有哪些优势呢？

1、旋转过程中力臂长度始终相等（近似于圆心至车轮触地点），这样只要控制驱动车轮的力，就可以控制车轮的输出力矩，也就是我们所说的轮上扭矩。

2、车轮转动到任何一个角度，圆心到地面的距离都是恒定的，这样就不会造成圆心（也就是轴心）上下浮动的问题，否则的话车辆就会出现上下跳动的情况。（想象一下那样驾驶的感受，是不是很刺激）

3、圆滑的轮廓和恒定的半径决定了它在滚动时，前进速度也是平滑线性的，而不会出现忽快忽慢的情况。

车轮的主要结构

当代汽车的车轮设计已经相当的成熟，其工艺也日渐复杂。看似平常的车轮上每一个细节都体现了人类伟大的智慧。

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