Question

汽车转弯时的摩擦力问题

我见过很多答案都说是静摩擦力提供的向心力 可是汽车不是在动吗？总不会只有静摩擦力吧？ 至少前轮是滚动摩擦啊 那么前轮不可能是受静摩擦力啊 那么难道是后轮受的静摩擦力提供向心力吗？ 若这样想的话是否应该后轮此时所受的摩擦力等于牵引力与所需向心力的合力呢？还有就是汽车加速时牵引力会变大嘛，那么为什么后轮所受的静摩擦力也变大呢？是力矩平衡的问题吗？另外加速如从10M/S变成匀速20M/S的话前轮的摩擦力会变大吗？各种纠结啊 求跪求大神解答

Answer 1

1.运动中的汽车，不论前轮还是后轮与地接触的点都是与地面瞬时静止，如果是打滑的，一天十条车胎也不够用吧，所以前后轮都是静摩擦力提供向心力
2，滚动摩擦力是由于路面不平或者车轮不圆而造成的运动中受到阻力，它在运动反方向上，不是向心力
3.速度大的汽车和加速转弯的汽车，需要的静摩擦力的确变大，更容易滑动，所以弯道要避免加速和高速

追问

车的前轮是滚动摩擦力~

追答

滚动摩擦力一定有，但车轮瞬时对地面接触处静止，所以也有静摩擦力，滚动摩擦力与车轮的充气有关，充气多滚动摩擦力就小，骑自行车的人都知道，充气太少骑车费力，这是滚动摩擦力的缘故

追问

滚动摩擦力不能与静摩擦力共存的吧？我是指前轮

追答

滚动摩擦力我已经解释过了，这个是大学课本定义的，但高中也可以理解的概念，车轮滚动时接触点与地面也可以瞬时静止，后轮可以前轮为什么不可以，是不是你认为前轮总是被拧转，其实前轮的拧转，不是所有的点都打滑，仍然有瞬时静止的点存在，静摩擦一定存在

追问

是不是说前轮或后轮的静摩擦力可以分解成一个是提供向心力的侧向摩擦力 还有一个沿着切线方向的静摩擦力（与匀速直线时相同）？另外后面的几个问题我想要更详细的解释 是否是因为力矩平衡导致后轮的静摩擦力也变大？从10M/S变成匀速20M/S的话前轮的摩擦力会变大吗？这是不是因为滚动摩擦力与速度有关？谢谢

追答

1. 静摩擦力可以分解成一个是提供向心力的侧向摩擦力 还有一个沿着切线方向的静摩擦力，很对

2. 汽车的重心偏后，所以转弯时后轮的摩擦力应该大一些

3. 速度增大阻力增大，不仅来自空气，的确滚动摩擦力与速度有关，因为跑的越快，车轮形变产生的滚动摩擦力也越大

Answer 2

汽车转弯受到了两个方向的摩擦力，其中一个保持切线方向速度不变，另一个的效果则是改变方向，并没有做功。后者(静摩擦力)是提供向心力的，由于静摩擦力的最大值等于动摩擦力，因此汽车速度超过一定的值时，转弯就会偏离轨道。在分析此问题时，先要将这个动态连续的问题分解为一个个的静态存在的，再一个个的分析，在这里考虑的是什么提供向心力，而它是一个瞬间的量，所以只需分析一个静态存在的画面的情况就行了。像这样分析问题的话，车就是静止的，也就不会有后面动摩擦力引起的一系列疑惑了！

Answer 3

前轮，后轮？？？别想那么复杂。。。直接用整体法就OK了！汽车转弯受到了两个方向的摩擦力，其中一个保持切线方向速度不变，另一个的效果则是改变方向，并没有做功。
有进一步问题，请追问。

追问

可是我就是这么一个喜欢探求本源的人~如果是按你这样说的话那么还应该有第三个牵引力与其中的一个平衡 而牵引力就是后轮的静摩擦力啊 你的思路我认为应该是把两个摩擦力的效果分解了得到两个新的摩擦力产生的 而这种分解出来再合成的摩擦力应该不是实际情况吧

追答

关键是你已经熟悉圆周运动的全部了吗？
不然，乱想是想不出来的。。。
而且整体法如何运用，有何特征你是否明白?
几乎所有的力学问题都是需要靠整体法、隔离法来简化，处理的。。。
以上是我的个人看法，请追问。

追问

整体法 固然容易理解 但是若按你这样说的话牵引力呢？ 而牵引力也是后轮静摩擦力啊 那岂不是有三个摩擦力了~ 可是滑动摩擦与滚动摩擦在同一接触面与静摩擦是不能共存的 那么你应该如何解释这里的三个摩擦力 请回答

追答

额，牵引力是内力。。。在把车当作整体时无需考虑。。。这个可以证明的。。。

追问

但牵引力的反作用力是后轮的静摩擦力 这个是外力！后轮的静摩擦力是使车运动的 所以一开始你答的两个摩擦力并不能保证车匀速 必须有后轮的静摩擦力才能使车匀速 如此便出现了三个摩擦力 于是问题就出现了：你所说的效果是改变汽车方向的摩擦力从哪里来？是后轮的静摩擦力的一个分力吗？

追答

额。。。轮子也是算在车的里面的吧。。。这里不是只有地面和车两个物体吗。。。或者讨论的时候，为每一个外力取名，把前轮和后轮分开命名。那么就不仅仅是后轮的问题，前轮也是有受到摩擦力的。
注意一下，牵引力的施力物体是马达，受力物体是轮子，而马达是在车内部的，和轮子是一样的，内部的力整体法是不考虑的，所以牵引力跟摩擦力的关系是在隔离法中用到的。
以上为我个人看法。请追问。

追问

虽然还是觉得你有点误解我的意思 但还是谢谢你的回答！！！