轉彎謎題解析--GameSchool遊戲學校

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轉彎 - 謎題解析

根據物理，轉彎時需要一個「向心力」，來改變物理行進的方向。向心力的方向是朝向物體轉彎的內側。 
 
如下圖左，機車 (或腳踏車等二輪交通工具)，接觸地面的面積小，當它傾斜時，地面給機車的力 (支撐力與摩擦力的合力)，方向大致上就會與機車傾斜角度相同 (即通過機車的重心) 。另外，機車亦受向下的重力。 
因此機車受到的總力 (重力+地面給的力) ，就是一個向心力，可以讓機車轉彎。而如圖所示，向心力是指向機傾斜的內側，故機車轉彎時會朝內側傾斜。 
 
如下圖右，火車的鐵軌在轉彎處，外側鐵軌會較內側高，這樣一來鐵軌支撐火車的力 (即圖中的「鐵軌的反作用力」) 與火車的重力相加，就形成一個向心力可提供火車轉彎。同理可見，火車轉彎時會朝內側傾斜。 
<img src="http://gameschool.cc/ugc/img/content/d4/1d/1218.png" style="width:389px;height:200px;" alt="" /> 
 
汽車的話，有四個輪子故無法像機車一樣自由傾斜。另一方面，轉彎時因為慣性 (也就是車身並「不想」被向心力拉著轉彎)，車身會有「向外傾」的驅勢 (也就是車內的人所感受的「離心力」，轉彎時會感覺被向外甩) 。外傾過多時可能影響行車安全，故現在的車子，輪子和車身之間有氣墊，轉彎時外側氣墊較高使車身略微往內傾斜，以抵消外傾的現象。對於小行車 (慣性小) 或過彎較慢時，外傾現象並不明顯，故看起來就會是內傾；但對於大行車 (較重、重心位置高) 、過彎快時，慣性大外傾力量大，這時就有可能看到外傾過彎的現象。 
常坐公車的朋友應該兩種都常見到：當公車慢慢轉彎時，會朝內傾，也可以聽到氣墊放氣聲；但是很快地過彎時，可以感受很強的離心力朝外，也可以見到車身外傾。 
另外，有些賽車的賽道，過彎路段的路面會設計內傾，為的就是讓賽車過彎時也內傾，較容易安全過彎。 
 
船因為是浮在水上的情況稍有不同。<img src="http://gameschool.cc/ugc/img/content/d4/1d/1219.png" style="width:96px;height:136px;float:right;" alt="" /><div>如果是小船、小艇，通常用船尾的水面下的推進器行進，轉彎時推進器方向改變 (如向左轉時，推進器朝左後，如右圖)。但是，因為推進器是在水面下的，推進力造成力矩不單使船頭旋轉而轉彎，亦會側向推動船的底部使得船身內傾。 當然，小船轉彎仍然會因慣性而有外傾趨勢，但是不明顯 (一是小船較輕慣性小，二是水的摩擦力不如地面，不會把船底定死在水面上如同輪子在地面上無法側移。)；另外小船吃水淺，故浮力的影響傾斜不大。 
如果是大船、郵輪，吃水深，要考慮水的影響；如下圖，當船傾斜時，傾斜的一側 (圖中右側) 吃水較深，因為水越深壓力越大，故水會給船右側的力(向左) 大於船左側(力向右)，合力向左 (即圖中的「水對船的側推力」)，這就可以作為一個向左向心力，使船向左轉 ，這樣就形成外傾過彎。另外，大船的慣性大、重心位置高，故轉彎時也比小船更容易外傾。 
 
<img src="http://gameschool.cc/ugc/img/content/d4/1d/1221.png" style="width:329px;height:153px;" alt="" /> 
(上圖中的「浮力」即「水對船的上推力」，對抗重力使船不致下沉，在此不重要。)</div>

備註

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