為什麼很難隨心所欲的倒車?

薛定諤d家肥貓 發佈 2024-01-18T12:42:49.832081+00:00

日常生活中把汽車進入停車位的時候,可能發生在倒車時經常不小心把車的後部撞到柱子和圍牆上的事故。YouTube頻道MinutePhysics發布了約3分鐘的物理科普視頻《Why is it Harder to Drive Backwards?


日常生活中把汽車進入停車位的時候,可能發生在倒車時經常不小心把車的後部撞到柱子和圍牆上的事故。YouTube頻道MinutePhysics發布了約3分鐘的物理科普視頻《Why is it Harder to Drive Backwards? - YouTube》, 揭示了倒車沒有按預期進行的原因。

如果你在開車時轉動方向盤,汽車會根據方向盤的轉動程度轉彎和行駛。 如果您曾經駕駛過汽車,這種機制是不言而喻的。

當您轉動方向盤時,無論您向前還是向後移動,汽車都會以相同的的角度轉彎行駛。 有了這個邏輯,一邊轉動方向盤一邊倒車似乎並不那麼困難,但實際上卻完全不同。

倒車難以行駛的原因是只有前輪胎通過操作方向盤來移動。 駕駛員面對的方向並不重要。

當汽車向前移動時,它會根據前輪胎的方向轉彎。

另一方面,倒車時,汽車以與後輪胎相同的方向倒車。

但是,兩者之間的決定性區別在於,當汽車向前移動時,行駛方向由前輪胎的角度決定,因此您可以通過轉動方向盤自由改變前輪胎的方向。

後輪胎的角度是通過與前輪胎匹配的角度自然確定的。

這種狀態在物理學中被稱為「穩定(stable)」。 例如,如果你用手指抓住鉛筆的筆尖,在鉛筆桿向下垂的情況下移動你的手,鉛筆的另一尖自然會跟隨你手的運動,這也可以稱為「穩定」。

另一方面,當汽車倒退時,行駛方向由後輪胎的角度決定。 但是,即使您轉動方向盤,也只有前輪胎會移動。

換句話說,你必須決定前輪胎的角度,使後輪胎以你想要倒車的角度移動,然後操作方向盤。

這種狀態在物理學中被稱為「不穩定(unstable)」,例如,與通過將斧頭放在手掌中來保持垂直狀態的運動非常相似。 為了將斧頭豎立在手心中,需要一邊用眼睛捕捉斧頭的情況,一邊經常調整手的動作,這是非常困難的。

同樣,在駕駛時倒車時,需要同時專注於汽車的運動和方向盤的操作。

倉庫等地使用的叉車解決了「倒車時方向盤操作和輪胎運動不同」的問題。

由於叉車在倉庫中經常倒車,因此方向盤和後輪胎的設計是相對應的。 此外,車身移動緩慢,這使得控制叉車更容易。

另外,當駕駛車後部有拖掛車行駛時,倒車時汽車的運動發生的情況是前輪胎、後輪胎和拖車輪胎三種類型的運動角度不同,因此「後輪胎決定拖車輪胎的運動,前輪胎決定後輪胎的運動」,這進一步增加了倒車的難度。

拖車的數量越多,方向盤操作就越需要熟練的技術。

MinutePhysics總結說:「與牽引拖車的卡車駕駛相比,普通轎車的倒車行駛相當簡單」,但是如果具有自動泊車功能的無人駕駛汽車普及的話,人們應該會從各種駕駛的煩惱中解放出來。

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