为什么拉车比推车省力?准备复制答案的表进了。

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/28 10:35:57
为什么拉车比推车省力?

我们物理老师的解释是网上的解释:

省力不省力,主要看车轮受到的阻力有多大。因为克服了阻力,车子才能前进。

在地面条件相同的情况下,车轮对地面的压力越大,阻力越大,阻力大就费劲。反过来,压力小,阻力小,省力。

推车的时候,用力的方向指向斜下方,它产生两个效果:一个分力向前,用来克服阻力,使车匀速前进;另一个分力竖真向下,加大了车对地面的压力,使阻力加大。

拉车的时候,用力的方向指向斜上方,也产生两个分力;一个向前用来克服阻力;另一个竖直向上,减小了车对地面的压力,使阻力减小。

因此,拉车的时候,需要克服的阻力小,也就省力一些。

这是物理老师的解释。但是,我想,我们平时推车完全可以水平向前推,只有那种“手推车”是斜向下的,要是推一辆汽车,肯定是要水平向前。
斜向上拉省力,我对此表示一定的怀疑。向上拉可以减小压力,进而减小摩擦,但是向上拉要克服重力,比水平拉要克服的摩擦力多了一个力。
简单说,是这样的:
水平拉:克服较多的摩擦力
斜向上拉:克服较少的摩擦力和一部分重力

为什么斜向上拉就一定会比水平拉省力呢?这个问题还有没有其它的解释?

偶然看到这个问题,觉得有探讨一下必要。

先不说理论上的受力状况分析,只说人的感觉。不同的人相同的肌肉组织力量强度不同,耐力差别也很大,对疲劳感的感受灵敏度也不同,所以,省力的定义并不清楚准确,不同人干相同的工作都有不同的干法,个人相对觉得省力的干法。

再说说理论上的,斜向上拉就一定会比水平拉省力?我认为正好相反,如果把人换成是测量设备如拉力秤,你会发现,斜向上拉的度数一定比水平拉的度数要大。为什么呢?斜向上拉,人承担了一部分车的重力,减小了车轮的摩擦力,这两个力的大小是不一样的,增加的重力要远远大于减小的摩擦力。这个状况的极限状态是,人竖直拉车,完全承受车的重力,摩擦阻力等于零,你认为哪个方法更省力?

我上述的是假设车子是四个轮子的情况下。如果车是两个轮子,甚至是一个轮子的情况,就要看轮子的位置了,如果车轮的位置正好在车的负载重心上,情况和四个轮子的情况一样;如果车轮的位置不在中心上,拉车的人势必要承受负载的一部分,车与地面的角度就变得很重要了,角度越大,人承受的压力越小,角度大到负载重心线与轮轴重合时,这时候车接近竖立状态了,又跟四轮车的情况一样了。

说得比较草率,但道理就是这样。

设车子质量m,摩擦系数u,
不知道你推或拉过车没有,这种车的车把一般是不易变形的木头或金属,所以你推或拉的时候,你对车的力基本上是沿着车把的方向(有时可能要保证车子平衡,防止车子像跷跷板一样跷动,这个力一般在竖直方向上,这里不考虑)设这个力为F,这个力与水平夹角为α取α小于90度。
则车子受到水平方向的力为拉F'=Fcosα
拉车子时水平方向的阻力为f=u(mg-Fsinα)
斜向上拉合力为F'-f=F(cosα+usinα)-umg
推车时合力是F(cosα-usinα)-umg
水平推或拉车时合力是F-umg
合力大于等于0时车子就移动
等于0情况下斜向上、推 和水平推三种情况下
F分别为umg/(cosα+usinα) umg/(cosα-usinα) umg

斜向上拉不一定比水