关于摩擦力,如果F=uN,那么说明摩擦力和接触面积没有关系,那么汽车轮胎为什么要加宽呢?既然摩擦力和接触面积没有关系,那么骑自行车的时候,车胎瘪了会比车胎打饱气时要重?我主要的是想

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/30 15:01:12

关于摩擦力,如果F=uN,那么说明摩擦力和接触面积没有关系,那么汽车轮胎为什么要加宽呢?既然摩擦力和接触面积没有关系,那么骑自行车的时候,车胎瘪了会比车胎打饱气时要重?我主要的是想
关于摩擦力,如果F=uN,那么说明摩擦力和接触面积没有关系,那么汽车轮胎为什么要加宽呢?
既然摩擦力和接触面积没有关系,那么骑自行车的时候,车胎瘪了会比车胎打饱气时要重?
我主要的是想探究下摩擦力和面积的关系,理论和实际应用的情况,用轮胎说明只是举例,请大家不要过分的追究汽车轮胎的问题.
这个问题我想应该是出在了F=uN上了,初中物理的公式的确是正确的,我想,该公式应用的前提条件我们可能都忽略了.继续关注!

关于摩擦力,如果F=uN,那么说明摩擦力和接触面积没有关系,那么汽车轮胎为什么要加宽呢?既然摩擦力和接触面积没有关系,那么骑自行车的时候,车胎瘪了会比车胎打饱气时要重?我主要的是想
这里面有几个误区,帮你澄清一下;同时解答一下你的疑问.
1.F=uN?
实际上,这个公式只是表征摩擦力的其中一种形式.F=uN,这个公式的应用前提是“库伦摩擦定律”,这个定律是关于摩擦的最简单的描述形式.
中学时期不可能讲授太复杂的知识(就好比小学一年级的学生只能理解几加几等于几,不可能理解什么叫正弦余弦什么叫函数).上大学后,如果你读的是机械专业,你可以通过查阅和学习专业文献,对摩擦产生新的理解.如果你大学毕业后继续读研究生,并且选择了摩擦学这个研究方向,那你就会学到更多的摩擦公式.
那么,这个最简单的公式,F=uN,有什么问题么?
是的,有问题.实际上摩擦力可能与压强有关,可能与运动速度有关,可能与温度有关.只不过,通常我们不去关心这些复杂的影响因素.
既然有问题,那么这个公式错了么?
也不能这么说.对实际生活中的复杂问题进行简化,不仅是科学,更是艺术,这也是数理化的精髓之一.F=uN抛开了复杂的因素,抓住了最根本的因素,将问题变得简单.而那些复杂的问题,留给研究生、博士、教授和科学家们去研究吧.
2.缺气的轮胎行驶阻力很大,是因为摩擦力增加了?
这个认识其实是错误的.从专业的角度看,摩擦力只是导致轮胎行驶阻力的一个非常次要的因素.
简单地说,轮胎的行驶阻力主要是因为轮胎橡胶的变形导致的,而不是接地面上的摩擦力.
复杂地说,轮胎因承受车辆的重量而变形,并使轮胎局部的材料(特别是橡胶材料)产生弯曲、压缩和剪切变形;轮胎每滚动一圈,这种变形就交替一次.由于橡胶具有粘性,这些变形必定要消耗能量(参考粘弹性力学的相关知识),同时其中一部分能量将转换为热能,使胎温升高.这种能量损失过程才是轮胎滚动阻力的原理.
这就能够解释为什么车胎瘪了的时候,骑自行车的时候特别累——因为这时候气压小,充气轮胎刚性小,承受相同的负荷的时候,变形量会更大(你仔细观察一下,就能看出轮胎在接地区域的变形的差异),变形需要消耗的能量就越大,滚动阻力就越大.
3.轮胎与地面之间的压强有多大?
这个问题看上去简单,实际上非常复杂.
简单地说,轮胎与地面之间的压强主要取决于轮胎的充气压力.充气压力越大,接地面积则越小,轮胎与地面之间的压强越大.
复杂地说,轮胎与地面之间压强不仅取决于充气压力,还取决轮胎本身的大小、形状和内部结构;并且,这个压强的分布是不均匀的(在接地面内,各个点的压强都不相同),分布的特征同样取决于很多因素.
4.轮胎变宽了,接地面积会增加?或者,轮胎变宽了,压强会减小?
(车子重量不变的前提下,压强与接触面积成反比,所以这两个问题是完全等价的)
答案是,不一定.
如果气压不变,根据上面的解释,压强主要取决于轮胎的充气压力.这样导致的结果是,宽轮胎接地确实变宽了,但纵向上却会变短.因此即使轮胎宽度增加了一倍,整个接地区的面积(包络面积)也不会有太大变化,通常不会超过20%,甚至有时候还会减小.
然而,前面也说到了,“轮胎与地面之间的压强不仅取决于充气压力,还取决轮胎本身的大小、形状和内部结构;并且,这个压强的分布是不均匀的”.作为一名轮胎研发人员,我们在开发新轮胎的时候会通过努力,尽可能地增大接地面积(哪怕只有5%或者10%),同时使压强的分布尽可能均匀.
增大接地面积的目的是什么呢?
让轮胎更耐磨;提高行驶稳定性;提高抓地力.每一条解释起来都很复杂,限于篇幅,不再详细解释了.
5.汽车轮胎为什么要加宽呢?
不同的车子,专注的性能不同.宽的轮胎并非什么都好,加宽的目的通常是为了追求操控性能.通常宽轮胎的驱动力更大(提速更快),制动力更大(刹车更快),操控的精准性和稳定性也更好(例如在高速转弯等情况下不会翻车,并且能够精准转弯);但舒适性能较差.这就是为什么跑车和赛车通常都是又扁又宽的轮胎,但很多豪华轿车却没有这样做.
6.同款的车型质量都是一样,为什么轮胎尺寸不一样?
同品牌同系列同版本的车子,在出厂的时候轮胎规格通常是一样的.但由于车厂通常会选择两家或三家轮胎供货商,不同厂家生产的轮胎,尽管规格是一样的,但具体尺寸会略有不同(不会相差太多).原因也是不同厂家的设计理念有所不同.
有的车子前轮和后轮的规格不同,也同样是出于不同性能的考虑——比如,前轮要复杂转弯,后轮要负责驱动;前轮负载大,后轮负载小,等等.
另外,当车子本身改版或者升级的时候,轮胎规格可能也会改变.
最后就是开车的人自己对轮胎进行了改装或者升级.
7.其他说明
如果你已经坚持看到了这里,说明你的求知欲望很强.
我是一名专业的轮胎研发人员,所以需要对这个问题理解的非常透彻,但你没有必要了解这么多.如果还有兴趣把这些问题弄的更加明白,可以考虑去买些专业书籍来学习,比如《摩擦学》、《汽车轮胎学》,等等.

关于摩擦力,如果F=uN,那么说明摩擦力和接触面积没有关系,那么汽车轮胎为什么要加宽呢?既然摩擦力和接触面积没有关系,那么骑自行车的时候,车胎瘪了会比车胎打饱气时要重?我主要的是想 摩擦力f=uN是什么意思 解释一下 关于滑动摩擦力公式f=un下列正确的是 滑动摩擦力公式f=uN,u是什么 滑动摩擦力公式F=uN 怎么得到的 可是摩擦力不是F=uN么,车速为什么有和摩擦力有关了? 摩擦力公式什么时候适用为什么有的静止的物体也可以用摩擦力公式f=uN 运动的物体所受摩擦力回改变吗?运动的物体所受的摩擦力都是用 f=UN 如果是,那么U和N不变时,f就应是不变的了,那为什么汽车可以以不同的速度都匀速行驶呢?为什么不同的牵引力都可以与同 在物理摩擦力的公式F=UN中,N指什么? 求摩擦力大小用什么方法,什么时候用f=un,什么时候用角度算 物理公式P=FVF是合力吧?如果受摩擦力,摩擦力阻碍运动那么P=(F-f)v对吧? 滑动摩擦力公式F=uN,多个物体叠加,求地面对最下面的物体摩擦力时,N是否要叠加 摩擦力做功与内能增加如果一个木块在粗糙的地面上用拉力F滑行X那么 是摩擦力力做功+拉力做功=动能增加量还是 摩擦力力做功+拉力做功=动能增加量+内能增加量 关于球体滑动和滚动的问题已知滑动摩擦力f(滑),摩擦系数u,球体对表面的压力N 滚动摩擦力f(滚)=f(滑)/50 f=uN 当某力F作用在这球体上时(F=f(滑))不考虑球旋转的转矩 求:此球能运动 关于拉力F和摩擦力f我知道物体匀速运动F=f,那么物体减速运动F和f的关系是怎么样的,加速呢? 摩擦力计算,同受力面机有关系吗?F=UN 是不是可以应用到任务情况下,好像不可能. 摩擦力计算公试中F=uN,U和N分别是啥知道的人回答偶一下,非常感谢 关于摩擦力 下列说明正确的