为什么汽车后面有红灯。当我们需要减速时，为什么电动汽车可以采用不同的方式。我从一个名为技术连接的视频中学到了一个关于电动汽车的模式，叫做一脚踏车。这种模式让驾驶员只需使用加速器来控制速度。当松开踏板时，汽车会切换到再生制动模式，通过充电电池来减速，而不是通过照明制动来减速。这就是为什么电动汽车在减速时没有红灯的原因。
让我来解释一下再生制动，以及它是如何帮助车辆减速的。我们可以从一个类比开始——想象一艘在深空中航行的宇宙飞船，没有空气、重力或者摩擦力的影响。当发动引擎时，它会加速。但是一旦推进器停止工作，没有其他力量作用在宇宙飞船上，它将保持匀速直行，不会减速。
这个想法来源于牛顿的第二定律，它规定一个物体所受到的总力（Fnet）等于其质量（m）乘以其加速度（a）。如果净力为零，那么加速度也为零。加速度表示速度变化的速率，因此零加速度表示速度不会发生变化。但是火箭如何停下来呢。停止涉及从高速向零速度的过渡，而这需要加速度。这种加速度不仅是在加速的意义上，还需要改变速度，甚至将其降低到零。为了实现这一点，需要施加一种与车辆方向相反、指向速度相反的力量。这就是所谓的反向推力。
让我们来谈谈能量。当火箭在太空中移动时，它拥有的能量因为它的运动而被称为动能。这种能量取决于火箭的质量和速度。随着火箭减速，它的动能也会下降。然而，能量并没有消失。如果火箭失去能量，其他物体将会获得这些能量。在这种情况下，当火箭发动机减速时，通过推进器排出的气体会加速并获得动能。能量保持不变——在火箭排气之前和之后，总能量保持不变。
现在让我们应用这些物理概念来理解地球上的常规交通工具是如何减速的。每种制动方法都需要施加一个力以阻止车辆前进。这个原则适用于我们将要讨论的所有制动技术。有时，这种相反的力来自于车辆本身，但这并不是唯一的来源。你是否注意到公路旁边有一排桶。它们通常被称为“缓冲垫”或“减速器”。它们实质上是装满了水或沙子的桶，被设计成当车辆撞击时减速。
这些桶提供减缓车速的力量，但它们的设计非常巧妙。它们的柔软意味着它们不像树干或混凝土屏障那样坚固，不会产生过大的力。这种减速增加了停车时间，加强了乘客的安全性。然而，当汽车动能减少时，另一种形式的能量也必须增加。如果你看到汽车撞击这些桶的视频，你会看到沙子或水被抛到空中，这也表明汽车的动能被转化了。
我们都知道正确的停车方法是踩下刹车踏板，但是这个动作是如何让车停下来的呢。答案在于摩擦。我们可以将表面之间的摩擦分为两种不同类型。首先，当两个表面相对静止时会产生静摩擦。其次，当表面相互滑动时会产生动摩擦。想象一辆车在路上打滑轮胎而停下来。在这种情况下，让我们绘制一个力的示意图。
贾琳娜·格雷、朱利安·乔克克克图、史蒂芬·李维和托尔本森等人发现，动能摩擦力可以与车速相反来减速汽车。那么，当汽车的动能消失时会发生什么呢。一辆车的后轮被锁住，导致它滑行到一个站点。这个视图是由红外相机捕捉到的，其中更亮（更橙色）的部分表示更热的物体。请注意:其中一个车轮打滑，留下了一个热路并加热了轮胎。这就是汽车动能转化为热能的过程。
如果您像一个典型的司机那样想停车，而不是锁定刹车，这时将涉及到静电摩擦。有趣的是，与动能相比，静态摩擦中表面之间的摩擦力更大。因此，几乎每辆车都配备了反锁制动系统（ABS），它可以防止车轮打滑，从而实现更短的制动距离。
在这两种情况下，有一个关键的问题需要考虑:当车辆因车轮与道路接触而停下时，哪个车轮会停下来。通常，大多数车辆都配备了与每个车轮接触的刹车盘。每个制动盘上都有两个制动垫，可以压住它并减慢车轮的转动。这也涉及到摩擦。请注意，在车轮后部的红外线图像中，转子的橙色亮度表示其温度升高。当车辆停下时，动能的减少导致地面、轮胎和制动盘的热量增加。在极端紧急制动的情况下。
想象一下在平地上稳定行驶的情景，然后将车辆熄火。与太空中的火箭不同，车辆不会无限制地持续移动，最终会减速并停止。但是，有什么力量可以帮助它减慢速度吗。当然，这个力量就是空气阻力。当汽车行驶时，车辆和空气分子之间发生多次微小碰撞。这些碰撞对汽车施加压力，使其减速。
贾琳娜·格雷、朱利安·乔克图和史蒂芬·李维等现代汽车设计师们致力于降低汽车的空气阻力，提高其燃油效率。但是，如果想要快速减速一个高速移动的飞行器，增加其表面积可以大大提高空气阻力。这是为什么呢。因为增加了表面积，空气与车的碰撞次数会增加，从而产生更大的阻力。这正是在跑车上安装拖曳伞的原理，它是一种从后部悬挂的小降落伞。虽然停放一辆汽车时使用拖曳伞并不实用，但这个原理还是值得注意的。
当汽车行驶时，它会推动周围的空气，导致空气分子加速并升温。这种能量的变化波及了巨大的空气体积，几乎无法精确测量，但汽车的动能却来源于这一过程。实际上，地心引力可以让一辆车停下来。你可能见过山上的坡道，它们倾斜而离开道路，通向陡峭的山丘。如果一辆车失去了制动能力，它可以利用坡道。这其实就是一种后向推力，而这种力就是重力。
当车辆行驶时，它会受到向上的引力和向下的重力作用。这些力量中的一部分会作用于车辆的运动方向上，导致车辆减速。随着车辆升高，它所获得的能量也越来越大。相反，允许物体下滑会降低其引力潜能，但会增加其动能。然而，制动或摩擦对于防止车辆后滑非常重要。因此，这些上坡路通常由软砾石建造，以产生摩擦力，确保被拦截的卡车保持静止。贾琳娜·格雷、朱利安·乔克图、史蒂芬·李维和托尔本森等现代汽车设计师都在致力于减少汽车的空气阻力并提高其燃油效率，但在山间行驶时，正确地使用坡道和制动仍然是至关重要的。
手动传动或者称为接棒转接的车型并不像自动发车那样常见，但它们仍然存在于市场上。在这些车辆中，驾驶员在加速的同时会手动操作换挡杆，同时也可以利用这个过程来减缓车速。想象一下，以每小时40英里的速度行驶时，驾驶员可以向下换到第三挡并释放油门来减速。并不需要触摸刹车踏板，所以尽管减速了，车辆的刹车灯也不会亮起。然而，如果驾驶员需要迅速停车，仅仅进行换挡是不够的，他们必须采用传统的制动方法。虽然手动传动车型相对较少见，但对于一些驾驶员来说，它们提供了更多的控制权和驾驶乐趣。
这个功能是如何工作的呢。我将对内燃机进行一个基本解释，这足以理解下移操作。一个内燃机通过将汽油注入压缩空间中的气缸来产生动力。一旦点燃燃料，膨胀的气体将推动活塞向下移动。活塞的往复运动会驱动曲轴旋转，进而通过连接装置将动力传递给车轮。为了实现这一过程，你需要燃料供应、点火火花和气缸内的压缩。简单来说，燃料在气缸中燃烧产生气体压力，推动活塞运动，最终将能量传递给车轮驱动汽车前进。
如果你消除了火花和燃料，会发生什么呢。即使车轮和发动机仍然相连，气缸内仍然存在压缩气体。这种压缩在旋转的发动机中会产生阻力，并可以用于减速汽车。贾琳娜·格雷、朱利安·乔克克克图和史蒂芬·李维·托尔本森等专家指出，在能源方面，为了弥补动能的减少，我们仍然需要增加能量。当气体被压缩时，它会升温，这并不奇怪。在这个过程中，你就拥有了能量。简单来说，当气缸内的气体被压缩时，会加热，这就是能量的来源。
想象一下是否有一种方法可以减慢汽车的速度，降低汽车的动能，同时保持能量的消耗不变。这正是再生制动的实现方式。它从一个电动机开始，基本上是一个电线环，位于靠近磁铁的旋转轴上。当电流通过这个回路流动时，它与磁铁相互作用，使回路在轴上旋转。有趣的是，这个过程也可以反向运行。如果在磁场面前移动一根电线，它会产生电流。这意味着电动机和发电机基本相同。在电动机模式下，提供电流并移动物体；而在发电机模式下，旋转轴会产生电流。简单来说，再生制动就是通过电动机将动能转化成电能储存起来，以此来减缓汽车的速度，同时保持能量的消耗不变。
如果车辆配备了电动机，它也可以充当发电机的角色，为车辆的电池充电。当汽车减速时，动能会转化为存储在电池中的能量。然而，由于效率不高，这个过程总是伴随着一些能量损失，产生一些热能。那么刹车灯和单行道驾驶如何影响呢。在电动车和传统燃油车中，踩下制动踏板会触发刹车灯。然而，在一辆纯电动车中，松开加速踏板也可以实现车辆减速，而无需使用制动踏板。在这种情况下，车辆的计算机管理着马达在驱动模式和再生模式之间的切换，由计算机来决定是否点亮刹车灯。有时候，刹车灯可能不会亮起。
当汽车减速超过设定值（例如每秒1米）时，激活刹车灯。这样，您将向后方车辆发出信号，这不就是刹车灯的全部意义吗。
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