차량은 많은 모양과 형태로 제공되며 각각 다른 기술을 사용하여 효율적으로 작동합니다. 예를 들어, 도로를 여행하는 자동차와 버스는 고무 타이어를 사용하는 반면 트랙에서 운행되는 기차와 지하철은 금속 휠을 사용합니다. 이러한 다른 선택의 이유는 마찰이라는 하나의 중요한 요소에 달려 있습니다.
마찰이란 무엇입니까?
마찰은 두 표면이 접촉하여 운동에 저항 할 때 발생하는 힘입니다. 접촉 표면이 부드러워 질수록 마찰이 줄어들어 서로 더 빠르게 움직일 수 있습니다.
차량 설계를 고려할 때 마찰이 중요한 역할을합니다. 차량이 여행하는 속도와 지형 유형은 필요한 바퀴의 종류에 큰 영향을 미칩니다.
기차는 왜 금속 휠을 사용합니까?
열차는 막대한 하중을 운반하는 동안 장거리에 걸쳐 고속으로 이동하도록 설계되었습니다. 그들은 매끄럽고 심지어 트랙에서 실행되어 최소한의 마찰로 속도를 유지할 수 있습니다. 금속 휠은 다른 재료와 비교하여 85% ~ 99%의 마찰을 크게 줄입니다. 이는 레일과 바퀴가 매끄러운 금속으로 만들어져보다 효율적이고 마찰이없는 움직임을 허용하기 때문입니다.
또한 열차는 갑자기 멈출 필요가 없습니다. 엄청난 무게와 힘으로 그들은 계속 움직이기 위해 추진력에 의존합니다. 즉, 많은 마찰을 일으키는 바퀴가 필요하지 않습니다. 훨씬 더 많은 마찰을 일으키는 고무 타이어는 무거운 열차를 움직이기 위해 훨씬 더 많은 에너지가 필요하므로 비현실적입니다.
자동차는 왜 고무 타이어를 사용합니까?
반면에 자동차는 도로를 여행하고 종종 움푹 들어간 곳과 비포장 도로와 같은 고르지 않은 예측할 수없는 지형을 다루어야합니다. 이를 처리하기 위해 자동차에는 강한 그립을 제공하는 바퀴가 필요하며 고무 타이어로 가능합니다. 고무와 도로 사이의 마찰은 차량에 안전하고 매끄럽게 운전하는 데 필요한 견인력을 제공합니다.
기차와 달리 자동차는 멈추고 자주 시작해야합니다. 고무 타이어는 빠른 정지 및 시작을 촉진하여 안전한 운전에 필요한 마찰을 제공합니다. 또한 고무 타이어는 금속 휠보다 저렴하고 교체하기 쉽기 때문에 정기적 인 마모를 경험하는 차량에보다 실용적인 선택입니다.
결론 : 마찰은 휠 디자인을 정의합니다
결론적으로, 마찰은 다양한 유형의 차량에 대한 휠 설계에 영향을 미치는 가장 중요한 요소입니다. 무거운 하중으로 빠르게 움직여야하는 열차는 금속 휠을 사용하여 마찰을 줄입니다. 다양한 지형을 탐색 해야하는 자동차는 마찰을 증가시키고 견인력을 향상시키기 위해 고무 타이어가 필요합니다.
