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中学知识求助:车辆轮胎摩擦力能有多大?轮胎花纹是用来增加摩擦力的?当然不是

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一、中学知识求助:车辆轮胎摩擦力能有多大?

计算车辆轮胎与地面磨擦力的公式涉及多种因素,如载质量(mG)<!--、轮胎尺寸以及行驶速度。摩擦力的计算基于车辆重量与重力的乘积,即mG=mg<!--,在低速匀速行驶状态下(速度越低摩擦力越明显),观察扭矩表的数据。


值得注意的是,轮胎与地面的摩擦力类型各异。前轮主要受滚动摩擦力矩的影响,而后轮则兼具静摩擦力和滚动摩擦力,这是由于行驶过程中轮子滚动产生的结果,是车辆移动的关键因素。


轮子能够“向前”滚动,依赖于其与地面间的滚动摩擦力。这个过程展示了摩擦力在车辆行驶中的核心作用。


摩擦力本质上是两个物体之间的相互作用,当物体表面趋于光滑时(注1),尽管弹力减小,但分子力可能增强。然而,在大多数情况下,由于距离的影响,分子间作用力通常可以忽略。当物体光滑度达到极限,分子作用力可视为零。


现代轿车轮胎的滚动阻力系数通常在千分之十左右,例如,一辆5吨重的轿车,这意味着滚动阻力系数为15kg,换算为力即150N,每个轮胎的滚动阻力大约为40N。这表明滚动阻力在不断降低。


综上所述,车辆轮胎与地面的摩擦力是一个涉及多重变量的复杂问题,需要综合考虑车辆重量、速度、轮胎特性以及滚动阻力等要素。理解这些因素对摩擦力的影响,有助于我们深入剖析车辆行驶的原理。

二、汽车轮胎的功能有哪些

汽车轮胎的功能主要包括:支撑车辆重量、缓冲减震、提供摩擦力及抓地力、保护车辆零部件等。

支撑车辆重量。汽车轮胎是支撑车辆重量的重要部分。无论是车身还是载货,轮胎都承载着汽车的重量,保证车辆可以平稳行驶。

缓冲减震。轮胎对于地面产生的冲击和震动起到缓冲作用。在行驶过程中,轮胎能够吸收并减少来自地面的震动,保护车辆内部的乘客和零部件免受颠簸影响。

提供摩擦力及抓地力。轮胎与地面接触产生的摩擦力是保证汽车行驶的关键。摩擦力使得汽车能够在各种路况下,如加速、减速、转弯时,拥有足够的稳定性。轮胎的纹路设计就是为了增加这种摩擦力。

保护车辆零部件。轮胎还能保护车辆的其它关键零部件,如轮毂、悬挂系统等。在行驶过程中,轮胎能抵御外界因素对车辆的冲击,避免其它部件受到直接的损害。

总之,汽车轮胎是汽车不可或缺的重要组成部分,它的性能和质量直接影响着汽车的行驶安全和舒适性。

轮胎花纹是用来增加摩擦力的?当然不是

原创2017-10-09 11:41·锐车评

关于轮胎花纹的作用,许多人都认为是用来增加摩擦力的,我不知道这种言论从何而来。不过我今天告诉你:轮胎花纹用来增加摩擦力的说法,真是大错特错!

轮胎花纹:“增加摩擦力不由我来做。”

如果轮胎花纹的作用是增加摩擦力,那么飞速过弯的F1赛车轮胎上为何没有花纹?难道F1赛车不需要摩擦力?恰恰相反,F1赛车需要极大的摩擦力,所以才使用了没有花纹的光头胎。因为没有了轮胎花纹,轮胎与地面的接触面积更大,摩擦力也更大。

如果你中学物理学的很好,那么此时你肯定会很疑惑,中学物理给出的摩擦力公式是:f=μN,摩擦力只与μ(摩擦系数)和N(正压力)有关,与接触面积无关。但是这种公式是在宏观下给出的,从微观上看,摩擦力与接触面积有关。

在微观尺度上,物体的表面粗糙不平,当两个物体相互接触,它们的“真实接触面积”远远小于你所看到的接触面积,“真实接触面积”在一定程度上控制着摩擦力的大小。

“显微镜下粗糙不平的的玻璃表面”

你可以想象,两个物体的接触好似两个粗糙表面的“咬合”。随着压力的增加,物体发生形变,“咬合”程度也会增加,摩擦也就随之变大,所以摩擦力与接触面积相关。

那些大马力的跑车都会使用更宽的轮胎,这也从侧面证明了摩擦力与接触面积有关,否则给兰博基尼装上四个自行车轮胎岂不是很好?

不过这只是很粗略的推测,摩擦力其实是一个很复杂的东西,其具体模型很难计算。

既然摩擦力与接触面积有关,那为什么家用车不用光头胎来增加摩擦力呢?这里,我们就要说出轮胎花纹最主要的作用了:

轮胎花纹最主要的作用——排水!

在雨天行驶时,与轮胎接触的前部积水会产生一定的压力冲向轮胎。打个比方:我们把手伸进水缸里搅动水,会发现水会回馈手一个反作用力一样。不过水对轮胎产生的动压力与速度的平方成正比,随着轮胎的转速不断提高,动压力与轮胎的载荷相平衡时,轮胎就完全是失去了与路面的接触,漂浮在水膜上,失去与地面的摩擦力。此时车子会打滑失控,发生危险。所以,我们需要轮胎花纹迅速把轮胎前部的积水从两侧排出,保持轮胎与路面的接触。

虽然使用光头胎确实会增加在干燥柏油路面的摩擦力,但是在下雨天,光头胎的弱点就暴露无遗了。所以家用车为了兼顾全天候路况,全部配备了具有花纹的四季轮胎。

F1赛车也是如此,如果在比赛中下起雨,车手会迅速驶回维修站,更换带有花纹的雨地胎。

家用车随着行驶里程的增加,轮胎也在磨损。如果轮胎花纹过浅,会影响轮胎的排水能力。在雨季为了行驶安全,大家应该学会自己检测爱车轮胎的磨损情况,那么轮胎花纹的深度应该如何判断呢?

在轮胎花纹的凹槽中,会有一些凸起的标记点,当你的轮胎花纹与标记点平齐时就需要立刻更换轮胎,此时的轮胎花纹已经不足以做到迅速排水,在湿滑路面很可能发生危险。

除此之外,轮胎花纹还有降低噪音、节油等功效,不过轮胎花纹最重要的功能还是排水。如果今后还有人对轮胎花纹可以增加摩擦力这个理论侃侃而谈,请你告诉他:

瞎说!

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轮胎提供摩擦力
发布人:yy66787118 发布时间:2024-11-08