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車圈內盛傳的寬胎理論又是從何而來?

更新時間:2023-05-10 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

在玩輻條的過程中,玩家不可避免地要經常和內胎輪胎打交道。 而且圈內流傳著一句話:“輪胎越寬,抓地力越好”。 從理論上講,這句話是成立的。usq物理好資源網(原物理ok網)

輪胎的抓地力就是摩擦力。 不知道大家是否還記得小學時的數學公式:usq物理好資源網(原物理ok網)

F=μ×N(摩擦系數×常壓)usq物理好資源網(原物理ok網)

于是問題一下子來了,材料(摩擦系數)不變,車重(正壓)不變,不管換多寬的輪胎,摩擦力F都是一樣的。usq物理好資源網(原物理ok網)

相信很多理智的車友都會覺得“抓地力與接觸面積(輪轂的長度)無關”。 那么廣為流傳的輻條寬胎理論從何而來呢? 明天,我將帶大家深入聊一聊關于寬胎的“謠言”。 下面的內容我會堅持用大家看得懂的語言來寫。usq物理好資源網(原物理ok網)

F=μ×N( × ),雖然廣為人知,不管你記得不記得,它是摩擦理論的最濃縮版,真正的摩擦理論要復雜得多,為了讓你更清楚地理解主題,明天我會花幾分鐘給你一點數學,我會避免冗長的理論推導。usq物理好資源網(原物理ok網)

先來看一個困擾很多人的問題:usq物理好資源網(原物理ok網)

同一塊木頭按照右圖中A、B兩個位置放在地上。 驅動它們時摩擦力是否相同?usq物理好資源網(原物理ok網)

(這個問題搞清楚了,摩擦力和接觸面積的關系就搞清楚了,寬胎理論自然也就搞清楚了。)usq物理好資源網(原物理ok網)

摩擦產生靜電作文_鐵棒摩擦產生靜電嗎_摩擦力的定義和產生條件usq物理好資源網(原物理ok網)

宏觀接觸面積 VS 微觀接觸面積usq物理好資源網(原物理ok網)

物體的微觀表面是凹凸不平的,雖然實際上相互接觸的部分非常有限。 比如一張名片放在光滑的桌面上摩擦力的定義和產生條件,我們通常感受到的接觸面積就是名片的面積,稱為宏接觸面積摩擦力的定義和產生條件,名片盒才是真正的接觸面積桌面大概不到10%,方便的是微觀接觸面積,雖然真正影響摩擦力的是微觀接觸面積,而且很多時候我們會被眼睛看到的宏觀接觸面積弄糊涂.usq物理好資源網(原物理ok網)

請記住:微觀接觸面積越大,摩擦力越大。 (有時候眼睛看到的并不全面)usq物理好資源網(原物理ok網)

其實我說的還是太具體了。 可能很多人對這個概念還比較陌生。 讓我再給你看一個反例。usq物理好資源網(原物理ok網)

很多人可能都用過蘋果手機,就算沒用過,你見過別人用過嗎? 將手指按在手機的HOME部分,就好像手掌在接觸整個鍵盤,從微觀接觸面積來看,實際接觸鍵盤的面積似乎只占大約一半,見右圖:usq物理好資源網(原物理ok網)

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在了解了摩擦力(輪轂抓地力)和微觀接觸面積(輪轂長度)之間的關系之后,讓我們了解當正壓力(車輛重量)降低時會發生什么。 從微觀上看,所有的物體還是會有一定的彈性,正壓會降低,接觸面的變形也會減少(就像右手按下HOME鍵一樣,中間越用力手指微觀接觸面積會越大,微觀接觸面積越大),所以微觀接觸面積也會減小,最終的摩擦力也會減小。usq物理好資源網(原物理ok網)

所以記住一件事:“你壓得越緊,摩擦力就越大。”usq物理好資源網(原物理ok網)

回到鐵塊,假設A和B的宏觀接觸面積為3:1,接觸浮力為1:3,那么在單位地面面積內,B有更多的微觀接觸點。usq物理好資源網(原物理ok網)

假設鐵塊是“線彈性”的,即三倍的接觸浮力可以換取三倍的微觀接觸點密度,而B的宏觀接觸面積只有A的1/3,所以最后A和B的微觀接觸面積還是一樣的(3*1/3=1),所以摩擦力應該是一樣的。usq物理好資源網(原物理ok網)

如果鐵塊的彈性是非線性的呢? 也就是說,接觸浮力的三倍不等于微觀接觸點密度的三倍,所以B的摩擦力肯定比A大。在這種情況下,驅動A會比較吃力更大的摩擦力,讓我們的耳朵又一次誤導了我們。usq物理好資源網(原物理ok網)

在日常生活中,很多物體的微觀表面接觸面積都具有非線性彈性的特點,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,接觸面積越大,摩擦力就越大。 我們再來看看輪胎。 輪轂的原材料是橡膠。 可以說,橡膠是一種非常特殊的材料。 它具有化學中特別典型的“非線性”特性,因此接觸面積效應會特別顯著。 在同等條件下,更大的接觸面積可以帶來更大的摩擦力,也就是抓地力。usq物理好資源網(原物理ok網)

因此,輻條傳聞中的“輪胎越寬,抓地力越強”是符合數學基礎的,這也是輻條傳聞中為數不多的正解之一。usq物理好資源網(原物理ok網)

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