开汽车中的物理知识

随着我国经济的快速发展，人们的生活水平迅速提高，人们出行已离不开车，并且许多家庭都有了自己的小汽车.为了保证出行的安全，那么开汽车时应该注意哪些问题呢？下面我们就从物理学的角度来谈一谈这方面的问题.

一、汽车追尾问题

由于人从发现情况到采取相应的行动，需要一定的反应时间，而不同的人在不同的环境条件下反应时间的长短又是各不相同的，反应时间越短反应越灵敏.在反应时间内汽车将保持匀速直线运动状态，刹车后由于汽车具有惯性还会继续向前运行一段距离，因此在行车的过程中，为了确保行车的安全，前后车辆之间一定要保持一定的距离.

正是由于这个原因，当出现阴雨、大雾或大雪天气时，由于能见度较低，为了确保行车的安全，高速公路应当关闭.

说明 汽车在不同的路面行驶，最高限速是各不相同的.特别是在阴雨天气、风雪冰冻等情况下，一定要降低行驶速度.由于雨水的作用，潮湿路面的摩擦因数比干燥路面小，且车速越高动摩擦因数越小，因此最高限速应下调.

二、汽车转弯问题

汽车在转弯时要防止侧滑的发生.汽车在水平公路上行驶时，转弯所需的向心力是由车轮与路面之间的静摩擦力提供的.如果转弯时速度过快，汽车所需的向心力大于最大静摩擦力的话，汽车将会做离心运动，因此会导致交通事故的发生.正是由于这个缘故，在公路的弯道处，为了确保行车的安全，行驶的车辆是不允许超过规定速度的.

说明 同学们在观看赛车比赛时，经常会看到由于车速过快，经常会出现汽车滑出赛道甚至是发生侧翻的现象，就是由于这个原因.在大弯道高速公路上超车时，千万不能猛打方向盘使汽车转弯过快，这样很容易发生汽车冲出公路发生车祸，或汽车发生侧翻，导致生命财产损失.由F向=mv2R可知，汽车的转弯半径越小，则所需的向心力越大.当汽车的转弯半径R=20 m，汽车的速度达40 km/h时，人们就能够强烈地感受到汽车有向外倾覆的离心作用.因此在进行超车变更车道时，虽然必须采取加速措施，此时要尽可能地采用大的曲率半径来进行，以防发生不测.

此外，摩擦力对汽车的质心还会产生一个转动力矩，M=F・L=mv2hR（h是汽车的重心距地面的高度），因此汽车的重心越高，行驶速度越快，其转弯时越容易向外侧倾覆.即使是在平直的公路上行驶，汽车的重心越高，其稳定性也越差，也就越容易发生侧翻事故.

三、汽车上坡问题

由于每辆汽车都有一个最大输出功率，即当油门开足时的功率.如果汽车的载重量比较大，则其上坡时所需的牵引力也就大，由公式P=Fv可知，要想增大牵引力，必须降低汽车的行驶速度.因此汽车在上坡时必须采用低速，以确保汽车能够顺利地爬到坡顶，以防意外的方式.

四、汽车的安全措施

汽车在行驶的过程中，坐在前排的乘客要系好安全带，以防汽车突然刹车时伤害事故的发生.特别是当汽车冲撞障碍物时，汽车几乎是在几十毫秒到几百毫秒的极短时间内停止运动，在如此短的时间内，乘客仍以撞车以前的速度向前运动，不论是撞上仪表盘、方向盘还是前座的后背，都会造成很大的冲击力，造成伤亡事故的发生；严重时，前排的乘客还很有可能会由于惯性会撞破车前窗玻璃被甩出去，后果不堪设想.因此为了确保乘客的安全，前排的乘客不仅要系好安全带，而且在前排的司机和乘客的前面还有特殊的防撞击保护装置，这就是安全气囊.

上述结论是理论值，其实当摩擦力较小时，运动的汽车已无法控制，所以实际汽车的运行速度应该更小一些才是安全的.

（收稿日期：2014-02-23）