车轮为什么是圆形的(自行车的车轮为什么是圆形的)

车轮为什么是圆的

圆有这样一个特性：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。也就是说：“在同一圆中，所有的半径都是相等的。”所以，人们把车轮做成圆形的，并使车轴经过圆心，当车轮在地面上滚动时，车轴离开地面的距离就总是等于车轮半径那么长。这样行驶起来才会平稳。

所以，车轮为什么是圆的？主要有两个原因：省力和平稳。

车轮的使用，是人类礼貌史的一个重大提高。

车轮能够省力，因为圆形能够减少摩擦阻力，加快速度.

提高效率，就是车轮的重大优点：

以滚动来代替人类和畜力的体力负重。

物体在运动中，重心坚持不变，不会因为重心的起伏消耗动力(人力或畜力)。

据说，大约在公元前3000年的时候，世界上有几个不一样的地方同时发明了车轮，制陶工人是轮子的最早使用者，他们用一种能够旋转的台面来转动陶罐，就这样他们成功的做出了各种各样奇特的罐罐，马夫们看到轮子这么神奇，也都兴奋了起来，他们想，为何不给自我的马车装上轮子呢？从这以后，车轮便被装在马车上，从而彻底改变了陆地上的交通方式。

车轮是圆的，能够保证它的运动轨道是平稳的。假如是方形的、三角形的，或者是其它多边形的，甚至椭圆形的，车轮一动起来就会一高一低，车子就不能保证平稳啦。并且车轴当然要安装在圆心位置啦，当车轮在地面上滚动时，车轴离开地面的距离就总是等于车轮半径那么长。这样行驶起来才会平稳，如果这只车轮变了形，不是圆形的了，地面到轮子圆心的距离不都是相等的，那么这种车子走起来，必须会上下颠簸。

车轮做成圆形的，当然也还有别的原因，那就是圆形的摩擦力比较小。比如当一样东西在地上滚动的时候，要比在地面上拖着走省劲多了。这是因为滚动摩擦产生的阻力比滑动摩擦产生的阻力要小的缘故。圆形的车轮能够省力，这样车子就能够快速前进啦！

下头再普及一下轮子的发展史吧：

通常轮子被视做人类最古老、最重要的发明，以至于我们经常把它和火的使用相提并论。实际上人类驯服火的历史超过150万年，而开始使用轮子的时间仅有区区六千载光阴，轮子的出现也只是在青铜时期以后的事了。

在轮子构成之前，人们最初在打猎的时候，打到重的猎物，要么人多一齐抬着走；要么拖着猎物走；还有一种发明就是“轻撬”，它的特点是借助斜坡轻轻撬动物体，使得东西往下滑动，可是在当时几乎没有道路的荒山上，用这种方法，也很困难。人们之后想到一个办法，把猎物放在几根粗的树杆上，拖着树杆走，树杆是圆柱形的，它能滚动起来。再之后，一天，有人发现圆滑的石头和圆的木头在风的吹动下，就比别的东西跑得快，所以在这个时候，初始的轮子就诞生了。

大家都明白圆有这样的一个特性：圆心到圆周上任意一个点的距离都是相等的，这个相等的距离被我们叫做半径。在同一圆中所有半径都是相等的，所以车轮被做成了圆形的，车轴离开地面的距离就总是等于车轮半径那么长。这样车轮行驶起来才会平稳。如果这只车轮变了形状，成了三角形或正方形，不是圆的了，车缘到轮子圆心的距离就都不是相等的了，那么车子走起来，必须会上下颠簸，或者连走都走不了。三角形和正方形的轮子，它们的中心点到各边的任意一点的距离都不一样，并且它们接触地面的那面面积太大，阻力也就越大，所以就不容易走起来。圆形的接触面小，仅有一个接触点，所以它就没有什么阻力，它就能滚起来。

以上是理论知识，为了解释车轮为什么是圆形的，我还做了实验。找了几张硬纸板分别做了几个圆形、几个三角形、几个正方形，并插入牙签，让它们滚动起来。圆形的轮子轻轻一推，轮子立刻就滚远了；而三角形和正方形的轮子，要么原地不动，要么还是原始着地的那面拖着地面走了一下就停止了。

关于现代汽车轮胎的历史

在1895年随着汽车的出现，充气轮胎得到广泛的发展，首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现，这是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶但无花纹。

1892年英国的伯利密尔发明了帘布，1910年用于生产，这一成就除改善了轮胎质量，扩大了轮胎品种外，还使外胎具备了模制的可能性。随着对轮胎质量要求的提高，帘布质量也得到改善，棉帘布由人造丝代替，50年代末人造丝又被强力性能更好、耐热性能更高的尼龙、聚酯帘线所代替，并且钢丝帘线随着子午线轮胎的发展，具有很强的竞争力。

1904年马特创造了炭黑补强橡胶，大规模用于补强胎面胶是在轮胎采用帘布之后，因为在这之前，帆布比胎面在轮胎使用中损坏得还要快，炭黑在胶料中的用量增长很快，30年代每100份生胶中使用的炭黑也可是20份左右，这时主要在胎面上采用炭黑，胎体不用，已达50份以上。胎面中掺用炭黑以前，轮胎大约只行驶6000km就磨光了，掺用炭黑后，轮胎的行驶里程很快就得到显著的提高。一组货车轮胎大约可行驶10万km，在好的路面上，甚至可达20万km。

1913-1926年，因发明了帘线和炭黑轮胎技术，为轮胎工业发展奠定了基础。轮胎外缘的标准化，制造工艺的逐渐完善，生产速度比以前提高了，轮胎的产量与日俱增。

随着汽车工业的发展，轮胎技术一向不断地改善与提高，如20年代初至30年代中期轿车胎由低压轮胎过渡到超低压轮胎;40年始轮胎逐步向宽轮辋过渡;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。许多新技术的出现都莫过于1946年法国米其林公司首创的子午线结构轮胎，这种轮胎由于使用寿命和使用性能的显著提高，异常是在行驶中能够节省燃料，而被誉为轮胎工业的革命，在那里简略介绍一下当今发展的主要几种轮胎特征。

早期的汽车使用木制或铁制的车轮，汽车的悬架结构也不完善，再加上路面行驶条件不好，尽管汽车行驶速度不高，但还是颠簸得厉害。有位海军上校对乘坐早期汽车的感受如下追述：“是我初次尝试不用马拉的交通工具。1886年，我乘坐铁轮的汽车在高低不平的花岗石路上行驶，车子的剧烈颠簸使我联想到药水瓶上的说明--服前摇匀”。

第一个空心轮子是1845年英国人罗伯特·汤姆逊发明的，他提出用压缩空气充入弹性囊，以缓和运动时的振动与冲击。尽管当时的轮胎是用皮革和涂胶帆布制成，然而这种轮胎已经显示出滚动阻力小的优点。根据这一原理，1888年约翰·邓录普制成了橡胶空心轮胎，随后托马斯又制造了带有气门开关的橡胶空心轮胎，可惜的是因为内层没有帆布，而不能坚持必须的断面形状和断面宽。

橡胶轮胎的出现是汽车进一步发展的先决条件。提到橡胶，人们自然会想到橡胶之父查尔斯·古德伊尔。1834年，他受焦炭炼钢的启发，开始进行软橡胶硬化的试验。经过无数次失败后，在一个偶然的机会，发现了硫化橡胶受热时不发粘并且弹性好，于是硬化橡胶诞生了，橡胶轮胎制造业从此也应运而生。1895年随着汽车的出现，充气轮胎得到广泛的发展，首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现的，这是由平纹帆布制成的单管式轮胎，虽有胎面胶而无花纹。

直到1908年至1912年间，轮胎才有了显著的变化，即胎面胶上有了提高使用性能的花纹，从而开拓了轮胎胎面花纹的历史，并增加了轮胎的断面宽度，允许采用较低的内压，以保证获得较好的缓冲性能。