汽车科学解密:会跑的科学课
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汽车的制动力为什么非常大?

知识点:压强 压力 受力面积 液体压力特点

汽车奔跑时具有较大的惯性,要想让它停下来不是容易的事。但为什么只要踩制动踏板就能让汽车停下来呢?这里除了制动系统的巧妙设计之外,更重要的是利用液体压力的特点,将驾驶人脚上的力量进行放大,从而使汽车减速或停下来。

布莱士·帕斯卡(1623—1662)

帕斯卡定律:密闭液体中的压强,能够大小不变地向各个方向传递。

通俗地说,密闭容器内的液体,各处的压强相等(当然这是有条件的,即在同一深度下。液体内深度越大,压强也越大)。

压强是所受压力大小与受力面积之比。因此,在压强相等的前提下,受力面积越大,所受压力就越大。

如在液体系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在同一深度的另一个活塞上产生相同的压强。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大至第一个活塞上的力的10倍。

帕斯卡液压原理示意图

利用这一原理,如果设计合适,一只小老鼠也可以顶起一只大象。

汽车设计师就是利用这个液压原理,让制动踏板与一个直径较小的液压管中的活塞相连,而液压管的另一端则连接着制动钳上的大直径活塞。这样,只用很小的力量踩制动踏板,就可以在大直径活塞上产生较大的压力,从而以较大的力来摩擦制动盘,使汽车快速地制动。