在玩輻條內,玩家們都避開不了常常和內胎輪胎打交道。而在圈內盛傳著一句話:“輪胎越寬,抓地力就越好。”理論上來說這句話是創立的。
車胎的抓地力就是磨擦力,不曉得你們還記不記得小學時的數學公式:
F=μ×N(磨擦系數×正壓力)
這么問題也就驟然而至,材料(磨擦系數)不變,車重(正壓力)不變,不管更換多寬的胎,磨擦力F都一樣啊。
相信好多理智車輛愛好者都會為此而覺得“抓地力和接觸面積(輪轂長度)無關。”那么在輻條內盛傳的寬胎理論又是從何而至呢?明天就帶你們深聊下寬胎的“流言蜚語”吧,接出來我會堅持以讓每位人都能讀懂的言論寫下邊的內容。
F=μ×N(磨擦系數×正壓力),盡管廣為人知,不管你記不記得,但它就是磨擦理論的最精簡版本,真實的磨擦理論要復雜得多得多,為了讓你們更清楚的了解主題,明天我就花幾分鐘給你們惡補一下數學,而且會避免冗長的理論推演。
先來看一個讓好多人就會苦惱的問題:
同一塊木頭,根據右圖A和B兩種體位擺放在地面上,這么所帶動她們時磨擦力一樣嗎?
(假如這個問題弄清楚了,磨擦力和接觸面積的關系也就清楚了,自然而然寬胎理論也就清楚了。)
宏觀接觸面積VS微觀接觸面積
物體的微觀表面都是凸凹不平的,物體之間真正接觸到的部位雖然十分有限。諸如一張名片置于光滑的桌面上,我們平時所覺得的接觸面積就是名片的面積,這稱作宏觀接觸面積,而且名片盒桌面真正接觸的面積,大概只有不到百分之十,這便是微觀接觸面積,雖然真正所影響磨擦力大小的是微觀接觸面積,而大多數時侯我們會被我們眼睛所見的宏觀接觸面積所迷惑了。
記住:微觀接觸面積越大,磨擦力越大。(有些時侯雙眼所見的并不全面)
其實我這樣說還是過分具象,可能好多人對這樣的概念還是比較陌生,我再帶你們看另外一個反例。
蘋果手機可能好多人都用過,即使沒用過也見過他人用過吧?手指按在手機的HOME件上,好像手掌是接觸了整個鍵盤,并且以微觀接觸面積來看,似乎正真接觸鍵盤的面積只占了一半左右,看右圖:
明白了磨擦力(輪轂抓地力)實際上跟微觀接觸面積(輪轂長度)的聯系后,下邊帶你們了解,降低正壓力(車重)后,發生了哪些。所有物體在微觀上看,還會有一定的彈性,正壓力降低,接觸表面變型也會降低(如同用右手按HOME鍵,越使勁中指微觀接觸面積也會越大),所以微觀接觸面積也會降低,最終磨擦力也會降低。
因而記住一點:“壓得越緊,磨擦力越大。”
回到鐵塊,假定A和B的宏觀接觸面積是3:1,這么接觸浮力也就是1:3,這么在單位接地面積內,B有更多的微觀接觸點。
假定鐵塊是具備“線性彈性”的,也就是三倍的接觸浮力,能換來三倍的微觀接觸點密度,并且摩擦力和接觸面積的關系,B的宏觀接地面積只有A的1/3,這么最終A和B的微觀接觸面積還是一樣的(3*1/3=1),所以磨擦力應當是一樣的。
假如鐵塊的彈性是非線性的呢?也就是說,三倍的接觸浮力,不等于三倍的微觀接觸點密度,這么B的磨擦力必然大于A,這些情況下,若要帶動A磨擦力更大,也就更費力,所以我們的耳朵再一次誤導了我們。
在生活當中有好多物體的微觀表面接觸面積都是非線性彈性特點,就連我們的皮膚也不例外,所以在現實生活中,同樣的壓力下,常常接觸面積越大,磨擦力越大。再來看看車胎,輪轂的原材料是橡膠,可以說橡膠是一種十分特殊的材料,在化學學中它具備特別典型的“非線性”特征摩擦力和接觸面積的關系,所以接觸面積效應也會特別顯著,相同條件下,更大的接觸面積,就可以帶來更大的磨擦力,也就是抓地力。
因而,在輻條內盛傳的“輪胎越寬抓地力越強”,是符合數學學根據的,這也是在輻條內傳聞里為數不多的正解。