汽車之所以能運動應該主要用存在於汽車內部的成對主動力F、F" 來解釋。 就對汽車的運動而論,由汽車發動機產生的原力S同時作用於汽車質心與主動輪的接地點,後者為地面施與的靜摩擦力f 所平衡。 由於汽車在水平方向上是自由的,它的質心也自由,所以汽車的質心將在原力S的作用下向前移動,隨後帶動整部車子運動。 存在於汽車內部的原力,最終是由汽缸中汽油因爆燃產生的高壓氣體同時向相反方向推動活塞與汽缸的結果——活塞經過複雜的傳動裝置最後與主動輪相聯,汽缸固定在汽車上,於是高壓氣體推動活塞,造成活塞與汽缸的相對加速運動,最終轉化為汽車質心與主動輪接地點的相對加速運動,使得汽車向前加速。 如果汽車發動機的內部構造真的如圖25-2所示,那麼該汽車是根本不可能正常行駛的。 因為汽缸中的可燃氣體爆燃後雖然確實可以推動活塞發生相對於汽缸的加速運動,但當活塞運動到最右邊以後,就不可能再來第二次、第三次了。所以,現實生活中的汽車發動機,一般是四衝程發動機,活塞在汽缸中來回運動兩次為一個週期。不管是來還是去,一次為一個“衝程”。其具體的工作過程如圖所示。四個衝程分別為: ①進氣衝程: 圖中的0-1過程。活塞下行時,空氣和汽油蒸汽同時被吸入汽缸,互相混合; ②壓縮衝程: 圖中的1-2過程。活塞上行,壓縮混合氣體; ③作功衝程: 圖中的3-4過程。已被壓縮的混合氣體在電火花點燃下發生劇烈化學反應,在極短時間內使得汽缸中氣體的溫度與壓強急速上升,給整個汽缸內壁與活塞以巨大壓力。 由於汽缸是個圓柱形的容器,又足夠結實,所以該高壓氣體作用的結果僅使得活塞與汽缸發生相對加速運動; ④掃氣衝程: 圖中的1-0過程。把氣體排出,為吸入新的空氣與汽油蒸汽,開始下一個迴圈作準備。 這四個衝程中的第三個衝程即作功衝程是關鍵,其餘三個衝程是輔助性的。 因為正是在第三個衝程的開始時刻,汽油與空氣中的氧發生化學反應釋放出大量熱,並在此衝程中轉化為汽車的動能。 由此可看出,汽車之所以能運動,關鍵與人、動物具有直接相當性——把化學能轉化為動能併產生動量,使自己從靜止轉入運動狀態。
汽車之所以能運動應該主要用存在於汽車內部的成對主動力F、F" 來解釋。 就對汽車的運動而論,由汽車發動機產生的原力S同時作用於汽車質心與主動輪的接地點,後者為地面施與的靜摩擦力f 所平衡。 由於汽車在水平方向上是自由的,它的質心也自由,所以汽車的質心將在原力S的作用下向前移動,隨後帶動整部車子運動。 存在於汽車內部的原力,最終是由汽缸中汽油因爆燃產生的高壓氣體同時向相反方向推動活塞與汽缸的結果——活塞經過複雜的傳動裝置最後與主動輪相聯,汽缸固定在汽車上,於是高壓氣體推動活塞,造成活塞與汽缸的相對加速運動,最終轉化為汽車質心與主動輪接地點的相對加速運動,使得汽車向前加速。 如果汽車發動機的內部構造真的如圖25-2所示,那麼該汽車是根本不可能正常行駛的。 因為汽缸中的可燃氣體爆燃後雖然確實可以推動活塞發生相對於汽缸的加速運動,但當活塞運動到最右邊以後,就不可能再來第二次、第三次了。所以,現實生活中的汽車發動機,一般是四衝程發動機,活塞在汽缸中來回運動兩次為一個週期。不管是來還是去,一次為一個“衝程”。其具體的工作過程如圖所示。四個衝程分別為: ①進氣衝程: 圖中的0-1過程。活塞下行時,空氣和汽油蒸汽同時被吸入汽缸,互相混合; ②壓縮衝程: 圖中的1-2過程。活塞上行,壓縮混合氣體; ③作功衝程: 圖中的3-4過程。已被壓縮的混合氣體在電火花點燃下發生劇烈化學反應,在極短時間內使得汽缸中氣體的溫度與壓強急速上升,給整個汽缸內壁與活塞以巨大壓力。 由於汽缸是個圓柱形的容器,又足夠結實,所以該高壓氣體作用的結果僅使得活塞與汽缸發生相對加速運動; ④掃氣衝程: 圖中的1-0過程。把氣體排出,為吸入新的空氣與汽油蒸汽,開始下一個迴圈作準備。 這四個衝程中的第三個衝程即作功衝程是關鍵,其餘三個衝程是輔助性的。 因為正是在第三個衝程的開始時刻,汽油與空氣中的氧發生化學反應釋放出大量熱,並在此衝程中轉化為汽車的動能。 由此可看出,汽車之所以能運動,關鍵與人、動物具有直接相當性——把化學能轉化為動能併產生動量,使自己從靜止轉入運動狀態。