车轮为何是圆形的(车轮为什么都是圆形)

苦行僧

为什么轮子是圆的？
圆有这样一个特性，从圆心到圆周上任意一点的距离都相等。这个相等的距离叫做半径。也就是说，“在同一个圆里，所有的半径都是相等的。”因此，人们把轮子做成圆形，使车轴穿过圆心。当车轮在地面上滚动时，车轴到地面的距离总是和车轮的半径一样长。只有这样，行车才能顺畅。
那么，为什么轮子是圆的？主要有两个原因:省力和稳定。
轮子的使用是人类礼貌史上的一大进步。
轮子可以节省劳动力，因为圆形可以减少摩擦阻力，加快速度。
提高效率是车轮的主要优势:
滚动代替了人和动物的体力负荷。
物体在运动中，重心是恒定的，动力(人力或畜力)不会因为重心的波动而被消耗。
  






据说在公元前3000年左右，世界上几个不同的地方同时发明了轮子。陶工是轮子的最早使用者。他们用一个可旋转的桌子来转动陶罐，因此他们成功地制作了各种奇怪的锅碗瓢盆。新郎们看到轮子的魔力时都很兴奋。他们想，为什么不在他们自己的马车上安装轮子呢？从此，车轮被装上了马车，从而彻底改变了陆地上的交通方式。
轮子是圆的，可以保证它的运动轨迹是平滑的。如果是方形，三角形，或者其他多边形，甚至椭圆形，车轮移动的时候会上下起伏，汽车无法保证其稳定性。当然，轮轴应该安装在圆心上。当车轮在地面上滚动时，车轴到地面的距离总是和车轮的半径一样长。这样开车才会顺畅。如果这个车轮变形了，不是圆的，而且从地面到车轮中心的距离也不是全部相等，那么这种车就要上下颠簸。
轮子做成圆的还有其他原因，当然就是圆的轮子摩擦力比较小。举个例子，当一个东西在地上滚的时候，比在地上拖要省力得多。这是因为滚动摩擦产生的阻力小于滑动摩擦产生的阻力。圆形车轮可以省力，让车子快速前行！
我们来普及一下轮子的发展史:
轮子通常被认为是人类最古老和最重要的发明，以至于我们经常把它与火的使用相提并论。事实上，人类驯服火的时间超过150万年，开始使用轮子的时间只有6000年。轮子的出现是在青铜时代之后。
在轮子形成之前，人们最初打猎时，打重的猎物，或者多人一起扛；或者拖拽猎物；另一项发明是“轻撬”，特点是借助斜坡轻轻撬动物体，使东西滑下。但是，在当时道路很少的荒山上使用这种方法也是非常困难的。之后，人们想了一个办法，把猎物放在几根粗大的树干上，拖着走。树干是圆柱形的，可以滚动。然后有一天，人们发现光滑的石头和圆木在风吹的时候比其他东西跑得快，于是在这个时候，最初的轮子就诞生了。
大家都知道圆有这样一个特点:圆心到圆周上任意一点的距离都是相等的，这个相等的距离叫做半径。同一圆内所有半径相等，所以把车轮做成圆，车轴离地的距离总是和车轮半径一样长。这样，车轮才会平稳运行。如果这个车轮改变了形状，变成了三角形或者正方形，而不是圆形，轮辋到车轮中心的距离不相等，那么汽车在行走的时候肯定是上下颠簸的，不然连路都走不了。与三角轮相比，它们的中心点到每边任意一点的距离都不一样，而且它们与地面接触的面积太大，所以阻力更大，不容易行走。圆形接触面小，只有一个接触点，所以没有阻力，可以卷起来。
以上是理论知识。为了解释轮子为什么是圆的，我还做了实验。我找了几张纸板，做了几个圆，三角形，正方形，插上牙签让它们滚动。轻轻一推圆轮，轮子立刻滚走了；而三角形和方形的轮子，要么原地不动，要么原着地面拖着地，然后停下来。
关于现代轮胎的历史
1895年，随着汽车的出现，充气轮胎得到了广泛的发展。第一批汽车轮胎样品于1895年出现在法国。它们是由普通帆布制成的单管轮胎，有胎面胶，但没有花纹。
1982年，英国的伯利米尔发明了帘子布，并于1910年用于生产。这一成果不仅提高了轮胎质量，扩大了轮胎品种，而且使外胎成型成为可能。随着轮胎质量要求的提高，帘子布的质量也得到了提高。棉帘子布被人造丝取代，人造丝在50年代后期被强度更好、耐热性更高的尼龙和聚酯帘子线取代。随着子午线轮胎的发展，钢丝帘线具有很强的竞争力。
1904年，马特创造了炭黑补强橡胶，在帘子布用于轮胎后，大规模用于补强胎面胶，因为在此之前，帆布在轮胎使用中比胎面损坏更快，胶料中炭黑的用量迅速增加。在20世纪30年代，每100份生橡胶中使用约20份炭黑。这个时候胎面主要用炭黑，胎体不用，用了50多个零件。在胎面加炭黑之前，轮胎只跑了6000公里就磨光了。加入炭黑后，轮胎的行驶里程大大提高。一套卡车轮胎可以行驶大约100，000公里，在好的道路上甚至可以行驶200，000公里。
从1913年到1926年，帘线和炭黑轮胎技术的发明为轮胎工业的发展奠定了基础。随着轮胎外缘的标准化和制造技术的逐步提高，生产速度比以前更高，轮胎的产量与日俱增。
随着汽车工业的发展，轮胎技术也在不断提高。比如从20世纪20年代初到30年代中期，汽车轮胎从低压轮胎变成了超低压轮胎。从20世纪40年代开始，轮胎逐渐向宽轮辋转变；20世纪40年代末无内胎轮胎的出现；50年代末低断面轮胎问世等等。很多新技术的出现，无非是1946年法国米其林首创的子午线结构轮胎。这款轮胎由于使用寿命和性能的显著提升，被誉为轮胎行业的革命。这里就简单介绍一下当今轮胎的主要特点。
早期的汽车使用木质或铁质车轮，汽车的悬挂结构并不完善。此外，路上的驾驶条件也不好。虽然车速不高，但还是颠簸得厉害。一位海军上校对乘坐早期汽车的感受如下:“那是我第一次尝试马拉车。1886年，我开着铁轮车行驶在凹凸不平的花岗岩路上。汽车的剧烈颠簸让我想起了药瓶上的说明——服药前摇匀”。
第一个空心轮是英国人罗伯特·汤姆森在1845年发明的。他提出在弹性袋中充入压缩空空气，以缓解运动时的震动和冲击。虽然当时的轮胎是由皮革和橡胶帆布制成的，但这种轮胎已经显示出滚动阻力低的优势。根据这一原理，1888年，约翰·邓洛普制作了橡胶空心形轮胎，随后托马斯又制作了带气门开关的橡胶空心形轮胎。不幸的是，因为内层没有帆布，所以无法坚持必要的横截面形状和宽度。
橡胶的出现是汽车进一步发展的先决条件。说到橡胶，人们自然会想到橡胶之父查尔斯·固特异。1834年，受焦炭炼钢的启发，他开始了硬化软橡胶的实验。无数次失败后，偶然发现硫化橡胶不粘，受热弹性好，于是硬化橡胶诞生了，橡胶轮胎制造业应运而生。随着1895年汽车的出现，充气轮胎得到了广泛的发展。第一个汽车轮胎样品于1895年出现在法国。它们是由普通帆布制成的单管轮胎，虽然它们有胎面胶但没有花纹。
直到1908年到1912年，轮胎才出现了一个显著的变化，即胎面胶有了提高其使用性能的花纹，从而开启了轮胎胎面花纹的历史，增加了轮胎的横截面宽度，允许更低的内压以保证更好的缓冲性能。