做一輛方輪車

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

實驗步驟

測量衛生紙紙芯的直徑，裁剪出四個正方形卡紙，其邊長等于1.2倍紙芯直徑，在正方形卡紙上畫出兩條對角線，在對角線相交的中心用圖釘戳出一個小洞。這些方形卡紙就是輪子。

如圖所示，剪出一塊長方形卡紙作為汽車的“底盤”，底盤的長度要比兩個輪子的邊長長2厘米。剪下兩段和底盤寬度一樣的吸管，用雙面膠分別粘在底盤兩邊向內約1厘米的位置。

剪出兩根長度比吸管略長的竹簽作為車軸，將車軸穿過底盤的吸管和兩個車輪的中心，將兩個車輪分別固定在車軸兩端。

用圖釘在底盤前沿處戳一個洞，將回形針穿進洞里，再將繩子系在回形針上。這樣小車就組裝好了。

將衛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。

在軌道上拉動小車，觀察小車的運動情況。你也可以用相似的方法制作一輛圓輪小車，對比兩種小車的行駛情況。你會驚奇地發現，在紙芯軌道上拉動圓輪小車，它前進得非常顛簸，方輪小車卻能平穩前進。

發生了什么？

你在日常乘車時會發現，汽車只有行駛在平地上才不會顛簸，這是因為物體想要平穩滾動，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時，圓心到水平面的距離卻是變化的。而仔細觀察在軌道上前進的方輪車，你會發現車軸始終保持在同一高度。方輪車的軌道是一條精心計算出的曲線，方輪在軌道上滾動時，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，從而實現平穩前進。

由此可看出，只要有合適的軌道，任何形狀的輪子都能平穩滾動。你能設計出其他形狀的車輪和對應的軌道嗎？

變形車輪

根據方輪車的原理，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滾動。美國工程師就設計了一種能改變形狀的輪子。輪子上有類似坦克的履帶，能在行駛過程中根據路面情況，在幾秒鐘內切換成三角形或圓形，以適應各種道路。