汽車的輪子是方形的！這看起來(lái)很荒謬，方形的輪子怎么能讓汽車行駛起來(lái)呢？一起來(lái)做一輛，你就知道是怎么回事了。

實(shí)驗(yàn)步驟

測(cè)量衛(wèi)生紙紙芯的直徑，裁剪出四個(gè)正方形卡紙，其邊長(zhǎng)等于1.2倍紙芯直徑，在正方形卡紙上畫(huà)出兩條對(duì)角線，在對(duì)角線相交的中心用圖釘戳出一個(gè)小洞。這些方形卡紙就是輪子。

如圖所示，剪出一塊長(zhǎng)方形卡紙作為汽車的“底盤(pán)”，底盤(pán)的長(zhǎng)度要比兩個(gè)輪子的邊長(zhǎng)長(zhǎng)2厘米。剪下兩段和底盤(pán)寬度一樣的吸管，用雙面膠分別粘在底盤(pán)兩邊向內(nèi)約1厘米的位置。

剪出兩根長(zhǎng)度比吸管略長(zhǎng)的竹簽作為車軸，將車軸穿過(guò)底盤(pán)的吸管和兩個(gè)車輪的中心，將兩個(gè)車輪分別固定在車軸兩端。

用圖釘在底盤(pán)前沿處戳一個(gè)洞，將回形針穿進(jìn)洞里，再將繩子系在回形針上。這樣小車就組裝好了。

將衛(wèi)生紙紙芯并排緊挨著排放整齊，用雙面膠將其固定在硬紙板上，這就是方輪汽車的軌道。

在軌道上拉動(dòng)小車，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。你也可以用相似的方法制作一輛圓輪小車，對(duì)比兩種小車的行駛情況。你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，在紙芯軌道上拉動(dòng)圓輪小車，它前進(jìn)得非常顛簸，方輪小車卻能平穩(wěn)前進(jìn)。

發(fā)生了什么？

你在日常乘車時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，汽車只有行駛在平地上才不會(huì)顛簸，這是因?yàn)槲矬w想要平穩(wěn)滾動(dòng)，其中心到水平面的距離必須保持不變，但圓輪在不平的路面上滾動(dòng)時(shí)，圓心到水平面的距離卻是變化的。而仔細(xì)觀察在軌道上前進(jìn)的方輪車，你會(huì)發(fā)現(xiàn)車軸始終保持在同一高度。方輪車的軌道是一條精心計(jì)算出的曲線，方輪在軌道上滾動(dòng)時(shí)，輪子的四條邊能貼合軌道的弧線，并令其中心到軌道底部的高度始終不變，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)前進(jìn)。

由此可看出，只要有合適的軌道，任何形狀的輪子都能平穩(wěn)滾動(dòng)。你能設(shè)計(jì)出其他形狀的車輪和對(duì)應(yīng)的軌道嗎？

變形車輪

根據(jù)方輪車的原理，只要有合適的軌道，三角形、五邊形等非圓形的車輪也能夠平穩(wěn)滾動(dòng)。美國(guó)工程師就設(shè)計(jì)了一種能改變形狀的輪子。輪子上有類似坦克的履帶，能在行駛過(guò)程中根據(jù)路面情況，在幾秒鐘內(nèi)切換成三角形或圓形，以適應(yīng)各種道路。