为什么汽车的轮胎越宽,受的摩擦力越大
摩擦力只与接触面的粗糙程度和正压力有关,与接触面积无关;然而开车人都知道,汽车的轮胎越宽,与地面产生的摩擦力越大,行驶就越安全。而与滑动摩擦不同的是,车轮是滚动摩擦,并且车轮是橡胶制成。
轮胎与地面的摩擦力,主要可以从两个方面来进行说明:附着力和轮胎变形带来的滞后损失。附着力是指轮胎上的聚合物材料与赛道表面或赛道表面所铺的橡胶粒形成化学键的力量。它代表了轮胎的"粘度"。轮胎聚合物有多"软"将会影响轮胎的变形,轮胎上的聚合物材料能够发生型变以适应路面的不规则情况,轮胎表面的聚合物能够随路面的不规则变形的能力越强,发生附着力的轮胎与路面的接触面积就越大,另外轮胎聚合物能够迅速发生形变,而形变的复原却相对慢的多,这有助于增加轮胎的抓地力,从而增大摩擦力。
另外,橡胶与地面紧密接触时,很可能造成小面积真空,由于大气压的作用,使汽车的轮胎与地面的接触牢固,就像汽车被路面轻轻的吸着,这样汽车行驶时为了克服这个力矩,需要增加油耗,好象增加了摩擦力。
轮胎表面的花纹是根据路面的情况来决定的。当路面干燥的时候,完全平面的轮胎(俗称“光头胎”)能创造最好的抓地力,因为光头胎的接地面积大,因此抓地力极强,汽车在转弯时受到的摩擦力增大。当路面有水的时候,轮胎表面就必须有坑纹,让轮胎和地面之间的水通过这些条纹排出,从而增大汽车与地面的摩擦力,这也是为什么普通车的轮胎表面都有条纹的原因。
2024-11-12 广告
这个例子反过来看就更接近实际,如汽车在水泥地上行驶,水泥不易变形可比作金属球,橡胶轮胎易变形看作烂泥地,力关系是相似的。
初级水平,希望对你有帮助!