车轮为什么做成圆的

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  车,对于现代社会而言,是不可缺少的重要工具.你留心观察这些车轮了吗?
  在我们的生活中会用到各种各样的车,它们都有一个共同的特点,那就是车轮都是圆的.
  车轮为什么做成圆的呢?
  人类最早是从太阳、从阴历十五的月亮得到圆的概念的,那么是什么人作出第一个圆的呢?
  18000年前的山顶洞人用一种尖状的石器来钻孔,一面钻不透,再从另一面钻.石器的尖是圆心,它的宽度的一半就是半径,这样以同一个半径和圆心一圈圈地转就可以钻出一个圆的孔.到了陶器时代,许多陶器都是圆的.圆的陶器是将泥土放在一个转盘上制成的. 6000年前,半坡人就已经会造圆形的房顶了.古代人还发现让圆的木头滚着走比较省劲.后来他们在搬运重物时,就把几段圆木垫在重物的下面滚着走,这样就比扛着走省劲得多.大约在6000年前,美索不达米亚人,做出了世界上第一个轮子——圆的木轮.约在4000年前,人们将圆的木轮固定在木架上,这就成了最初的车子.
  车轮为什么做成圆的?你也许会说,这个问题还不简单,因为圆的轮子容易滚动啊! 圆的轮子能滴溜溜地滚动,这只不过是一种表面现象,我们必须紧紧抓住圆的实质,对圆进行科学的分析,才能找出车轮做成圆形的根本原因. 圆有什么重要的性质呢?
  先请看右面画的一个圆,如图1,我们把图中外面的圆圈叫圆周,画圆圈时圆规扎的点O(为了容易看见,现在画成一个黑点)叫圆心. 让我们拿一根尺子量一量圆周上任何一点到圆心的距离,就会发现它们都是相等的,这个相等的距离叫做半径.这就是圆的重要性质.如果把车轮做成圆形,车轴固定在圆心上,当车轮在地面滚动的时候,车轴离开地面的距离就总是等于车轮半径的长.因此安装在车轴上的车厢、车厢里坐的人都将平稳地被车子载着走.假设这车轮子是个破的,已经不成圆形了,轮缘上高一块低一块的,也就是说从轮缘到轮子圆心的距离都不相等,那么这种车子走起来,一定会把你的头颠昏. 你可以回忆一下汽车在凸凹不平的山路上行走时的感觉,那是“相当的”难受啊!因此,从舒适的角度来看,因为圆的半径处处相等,所以车行走时会很平稳,其他形状会上下颠簸得很厉害.再从力学角度来看,做成圆的轮子在地上滚动时阻力会很小,车的重心是在一条直线上,只需提供动力克服滚动摩擦力即可让车子动起来,换成其他形状的轮子必然会使车的重心上下移动,而上下移动是需要外力提供动力的,这样很多力就被浪费了,所以车轮做成圆形是最省力的.
  人们开始学着画圆非常费劲,因为要画出一个十分光滑的圆来确实很不容易.早在2000多年前,由我国古代思想家墨子在《墨经》中给出圆的概念:“一中同长也.”意思是说:圆有一个圆心,圆心到圆周的长都相等.这个定义比希腊数学家欧几里得给圆下的定义要早100年.根据圆的基本性质,人们从生产实践中才发明了用圆规来画圆.现在你一定知道为什么画圆时要用圆规吧:因为圆规脚张开后,它两脚的距离是不变的.
  (作者单位:江苏省兴化市戴泽初级中学)
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