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轮胎的花纹是否可以增加摩擦力

更新时间2019-09-11 15:02:29  点击次数:104次
如果轮胎花纹的作用是增加摩擦力,那么飞速过弯的赛车轮胎上为何没有花纹?难道赛车不需要摩擦力?恰恰相反,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。



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。

(编辑:admini)