運輸載具的原理principle

 principle

Q1: 摩托車或腳踏車避震器可以看見彈簧裡面的金屬棒稱為?

Q2:運輸載具的主要原理有那些 ? 請舉例說明如何應用?

EX:彈力、磁力、摩擦力、作用力與反作用力

彈力雖然不是用來當載具前進的動力,但對載具運輸時的穩定性與舒適性有極大的影響。

彈力是指物體發生形變後,在恢復原狀時,對接觸物體所產生的力。在載具中最常見的應用就是「避震器」,通常裝在車體與輪子之間,當車子在行駛在凹凸不平的地面時,避震器中的彈簧產生形變,使地面的起伏改變不會立即傳到車體,若搭配避震器當中的「阻尼棒」,就能使行進中的車體能夠穩定又舒適。

生活中的彈力應用

生活中的彈力來源相當多,常見的有彈簧、橡膠、橡皮筋、皮帶等,皆是可以提供彈力的應用素材, 利用「拉/壓–回彈」的特性,可以達到儲存並提供動力、回復原狀等效果。依據這些特性,我們在製作需要回彈或緩衝動力作品的時候,就可以嘗試利用上述的彈力材料。

同學們一定都用過釘書機與指甲剪,它們是兩個外型看起來有點相似的工具,在使用時可曾觀察過它們是如何運用彈力的呢?而釘書機當中又使用到多少跟彈力有關的機構呢?


磁力,利用電流通過電動馬達的線圈,產生的磁力取代燃料引擎動力,降低空氣汙染以及噪音汙染。磁浮列車運用通電後的線圈產生磁場,磁場間的吸力或相斥力來支撐與引導列車前進,例如:當軌道面與車體間產生同極性的強大磁場後,利用同極相斥的原理使得車體可以懸浮在軌道上方,如此一來便可以減去行進時車輪與地面接觸所產生的摩擦力。
馬達也是磁力應用的例子,利用磁場的改變使馬達開始轉動,不僅可以應用於載具的動力(電動車),透過機構設計連接,可以利用馬達產生旋轉、往復、擺動(震動)等動作,常見於載具的例子像是雨刷、車窗升降、風扇等,可以使載具使用時更加便利的裝置。
以日本「宮崎實驗線 MLU002 實驗車」為例,除了以地上線圈的磁力,造成車體能夠以磁浮的方式讓車體前進之外,也利用列車側面的超導磁鐵與道路側面的線圈推進引導車輛,並讓車輛除了前進之外,亦可以隨著軌道轉向。
電動車的滑行充電
要幫電動車充電,除了一般我們所知道的直接將電動車開到充電樁旁接上電源之外,電動車還有一個特殊時機可以充電,那就是當車輛正在利用慣性滑行的時候。
就像騎腳踏車時,看到遠方的紅綠燈,我們通常會停止加速,讓腳踏車緩慢的滑行到紅綠燈前;開車時也是一樣的道理,看到遠方的紅燈之後,人們通常會停止加速,讓車輛開始滑行,同時利用馬達電生磁、磁生電的原理,原本利用電池供電運轉的馬達這時仍然在轉動中,旋轉的馬達轉子會使磁場改變產生電流,幫電動車上的電池充電。

磁力,利用電流通過電動馬達的線圈,產生的磁力取代燃料引擎動力,降低空氣汙染以及噪音汙染。磁浮列車運用通電後的線圈產生磁場,磁場間的吸力或相斥力來支撐與引導列車前進,例如:當軌道面與車體間產生同極性的強大磁場後,利用同極相斥的原理使得車體可以懸浮在軌道上方,如此一來便可以減去行進時車輪與地面接觸所產生的摩擦力。
馬達也是磁力應用的例子,利用磁場的改變使馬達開始轉動,不僅可以應用於載具的動力(電動車),透過機構設計連接,可以利用馬達產生旋轉、往復、擺動(震動)等動作,常見於載具的例子像是雨刷、車窗升降、風扇等,可以使載具使用時更加便利的裝置。
以日本「宮崎實驗線 MLU002 實驗車」為例,除了以地上線圈的磁力,造成車體能夠以磁浮的方式讓車體前進之外,也利用列車側面的超導磁鐵與道路側面的線圈推進引導車輛,並讓車輛除了前進之外,亦可以隨著軌道轉向。
電動車的滑行充電
要幫電動車充電,除了一般我們所知道的直接將電動車開到充電樁旁接上電源之外,電動車還有一個特殊時機可以充電,那就是當車輛正在利用慣性滑行的時候。
就像騎腳踏車時,看到遠方的紅綠燈,我們通常會停止加速,讓腳踏車緩慢的滑行到紅綠燈前;開車時也是一樣的道理,看到遠方的紅燈之後,人們通常會停止加速,讓車輛開始滑行,同時利用馬達電生磁、磁生電的原理,原本利用電池供電運轉的馬達這時仍然在轉動中,旋轉的馬達轉子會使磁場改變產生電流,幫電動車上的電池充電。
  • 認識磁浮列車
  • 摩擦力
    車輛在減速或加速時,必須依靠胎面與地面的摩擦力(又稱抓地力)使車輛順利行駛;在雨天時,則必須依靠輪胎表面的紋路(或稱胎紋)來排除輪胎與地面間的水分,維持輪胎原有的摩擦力。而車輪運轉時,利用輪軸與軸承的設計來減少零件之間的摩擦力,使動力能更有效率的傳輸。利用摩擦力配合車輛的動力系統,例如:引擎、馬達,以及煞車系統,便能使車輛順利的前進或停止。此外,若道路上有汙漬或積水溼滑,則會減少輪胎與地面的摩擦力,容易造成交通事故;另外,像是在雪地中行車,必須在車輪上加裝雪鏈,以增加輪胎在雪地行車時的摩擦力。

    作用力與反作用力
    船槳向後划水,船會向前移動;氣體向下噴射,火箭得以升空;噴射機的渦輪向後噴,飛機可以向前飛,這些都是作用力與反作用力的應用。

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