【物理科普】车轮一定是圆的吗？

所谓等宽曲线，是指这样一类平面曲线：不论从什么方向用两条平行线去夹住它，这两条平行线之间的距离总是一样的。

图2中小车的右轮由三段圆弧首尾连接而成，被称为“ 莱洛三角形 ”，是机械学家莱洛发现的。如图3，分别以正三角形ABC的每个顶点为圆心，以边长为半径，在另两个顶点间作一段圆弧，三段弧围成的圆弧三角形就是莱洛三角形。运用圆的切线知识不难证明莱洛三角形的等宽性质，其宽度即为原正三角形的边长或每段圆弧的半径。

简单而奇妙的莱洛三角形被用于设计著名的“汪克儿发动机”的转子，还可用来制成特殊的钻头，能钻出正方形的孔（四角呈圆状）。

车轮做成正方形、正三角形等形状，这样的车在通常地面上自然无法平稳行驶，原因是正方形、正三角形中心到地面的距离是不断变化的。如果改变地面的形状，或在地面上设置某种形状的专门轨道，能够克服这一困难吗？在不少不科技馆里可以看到，孩子们在一种特制轨道上欢快地骑着方轮自行车，稳稳当当如履平地，毫无颠簸之感，我们在惊奇之余，心中或许会问：这是为什么呢？这种轨道的形状是经过精心设计的“ 悬链线 ”（即一条链子自然悬挂，在重力作用下形成的曲线），虽然凹凸不平，但正好弥补了正方形车轮中心距离地面的高度大小不均的缺陷 。