1。動きと力:
* ニュートンの法律: 輸送の基礎。
* ニュートンの最初の法律(慣性): 車が力(ブレーキなど)に作用しない限り、車が一定の速度で直線で動き続ける理由を説明します。
* ニュートンの第二法則(f =ma): 力、質量、加速の関係を決定します。これは、エンジンの設計、ブレーキシステム、および車両の処理方法を理解する際に使用されます。
* ニュートンの第三法則(アクション反応): たとえば、タイヤが道路を押し、道路がタイヤを押し戻す方法など、ペアで力がどのように作用するかを説明します。
* 摩擦: 車両の開始と停止の両方で重要な役割を果たします。摩擦を理解することは、タイヤの設計、ブレーキシステム、さらには道路やトラックで使用される材料を最適化するのに役立ちます。
* 重力: 特に傾斜と減少に影響する車両に影響を与える一定の力。 燃費とサスペンションシステムの設計に影響します。
* 空気抵抗: 特に高速車両の車両設計の主要な要因。 空気抵抗を理解することで、空気力学を最適化して燃料消費量を削減し、速度を向上させます。
2。エネルギーと効率:
* エネルギー保存: 物理学は、エネルギーを作成または破壊することはできず、変換するだけであると指示しています。この原則は、エンジン、燃料システム、エネルギー貯蔵(電気自動車のバッテリーなど)の設計を管理しています。
* 熱力学: 熱とエネルギーの移動を扱います。 エンジン温度、熱散逸、燃料燃焼などの要因を考慮して、効率的なエンジンと電力システムの設計に役立ちます。
* 燃料効率: 燃料消費を最適化するために物理学を適用することは、環境的および経済的な理由に重要です。 これには、空力の改善、エンジンの効率、および減少が含まれます。
3。材料科学と工学:
* 材料の強度: さまざまな材料(金属、複合材、プラスチック)の特性を理解することで、エンジニアは強く、軽く、耐久性のある車両を設計できます。
* ストレスとひずみ: 物理学は、さまざまな負荷や条件下で材料がどのように動作するかを計算するのに役立ちます。これは、橋、トンネル、車両コンポーネントなどの構造を設計するために不可欠です。
* 腐食と摩耗: 物理学は、これらの現象を予測して軽減し、車両とインフラストラクチャの寿命と安全性を確保するのに役立ちます。
4。特定のアプリケーション:
* 航空: 空力、リフト、ドラッグ、スラストは、航空機の飛行の鍵です。物理学は、効率的な翼、制御表面、推進システムの設計に役立ちます。
* 鉄道: 物理学は、トラックレイアウトの設計、列車のダイナミクス、ブレーキシステム、およびエネルギーの効率的な使用を決定します。
* 配送: 浮力、変位、および流体力学的力は、船の設計と運用において重要な役割を果たします。
* 道路: 物理学は、安全で効率的な旅行を確保するために、道路の湾曲、銀行、排水システムなど、道路設計にとって重要です。
これらの基本原則を超えて、物理学は最先端の輸送技術の開発にも影響を与えます:
* 自律車両: 物理学は、センサーシステム、コンピュータービジョン、ナビゲーション、および自動運転車の制御において重要な役割を果たします。
* 電気自動車: 物理学は、電気自動車用のバッテリー、電気モーター、エネルギー貯蔵システムの設計を管理しています。
* 高速レール: 物理学は、高速を達成し、摩擦を減らし、高速列車の安定性を維持するために不可欠です。
結論として、物理学は輸送の岩盤です。それは、世界中に人と商品を移動する安全で効率的で革新的な輸送システムを設計、構築、および運用するための理論的枠組みと実用的なツールを提供します。