摩擦力和接觸面積無關,而只和摩擦係數與正向力(在這個話題中就是車子的重量)有關,這是對的,
不過輪胎的抓地力不完全是來自於摩擦力。
因為輪胎並不是剛體,輪胎壓在地面上會產生變形,
在光滑表面上,輪胎的接觸面會變成平的,
對它施予一個橫向的力量,它也會在靠近路面的地方變成往施力的方向變形。
你可以想像拿一塊橡皮擦壓在桌上(不要用整個面,用稜線的部份,或是有擦過而變得有點弧形的部份),
它底下應該會變得扁扁的,會有點被擠到旁邊去,
然後往後拉(但不要產生滑動),就會看到接觸桌面的那部份比整塊橡皮擦還要前面一點,
這就是同樣發生在輪胎上的變形。
這時車子起步了,車輪產生旋轉力量,
因為旋轉的方向是向前,在下半部的力量是往後的(所以上面才會說要往後拉),
有一部份的橡膠就被擠到前面去。
物體變形時它自己會有一股恢復的力量(就是彈性力),就像你拉緊橡皮筋後放開它會自己彈回去一樣,
因為輪胎接觸面被擠到前面去,這股彈性力對整個輪胎來說是向上的力量,
而它在輪軸的前面,有了個力臂,於是產生力矩使輪胎往後轉,
這就是輪胎的滾動阻力。
減少這個力矩的方法,一是減小變形的幅度(也就是減小彈性力),
二是減小這個彈性力與輪軸的偏差(也就是減小力臂),
減小變形幅度最簡單的方法就是用大一點的輪胎,
但是光是用大一點的輪胎,力臂同時也會變大,因為整個尺寸都變大了,
所以就讓輪胎變寬,接觸面都變大了,壓力變小,變形就小,
但是輪胎直徑沒有變大,所以力臂沒有變長,
那麼阻力就變小了。
所以跑車要用寬胎。
附帶一提,這也是輪胎氣打飽一點會比較省油的原因,
因為氣打飽了,輪胎比較硬,變形幅度也就比較小,所以滾動阻力就變小了。
你可能會想說,那摩擦力會造成什麼作用?
答案就是讓輪胎抓住地面不會滑動,
輪胎不滑動,才能在有施力的情況下純滾動,也才會有前面所說的輪胎變形造成滾動阻力的問題。
否則油門一踩它就打滑變空轉了,車子還會跑嗎?XD
這其實也可以說是抓地力的一部份,只是它並不是跑車要用寬胎的原因。
所以樓主不用難過,這並不是你國中物理沒學好,而是國中物理的程度不會去解釋這麼複雜的東西。
以上是以前上課的一點印象加上自己的推導,有錯還請指教。
Live long, and prosper!!
抓地力是什麼?抓地力(Grip)即是輪胎與地面之間的磨擦力。
一般磨擦力的公式:(庫倫法則)
F (磨擦力)=μ(磨擦係數) x N(正向力)。
一般討論摩擦力時,若接觸面性質不變的情形下,摩擦力與巨觀接觸面積不相關。因為接觸面積較小時壓力增大,接觸面積大時則壓力減小。
從微觀而言:摩擦力來自於接觸面間原子的交互作用以及表面凹凸不平時的作用。摩擦力與實際原子間的『接觸』面積有關(更明確講應該是交互作用的有效面積)。當接觸面積變小時,壓力則隨之變大,使得表面間實質作用面積並沒多大改變。
因此以上述來說,貼地面積、滑動速度與磨擦力並無直接關連。抓地力Grip(輪胎與地面間的磨擦力)應和膠料配方有關,和接地面積無關。
但是,真的是這樣嗎?那麼為什麼仍然有那麼多人裝配使用加寬扁平胎?
剩下的請去原著作者的網誌
http://tw.myblog.yahoo.com/fina-enen/article?mid=

相同的配方之下,越寬抓地力越強
至於磨擦力的大小與接觸面積無關
我想這句話真正的意思是=>材質的影響力遠大於接觸面積
接觸面積的影響只佔磨擦力比重約10%
重點在於兩者的分子吸附相對的強或弱(材質),我不知稱之摩擦系數妥不妥當
所以賽車胎抓地力之所以強,是因為配方提升了對地面彼此的分子吸附力(摩擦系數高)
但同樣的若分子吸附力的接觸點越多,對摩擦力的提升還是有所幫助,雖然只佔了10%
所以實際上與也不會是全然與接觸面積無關,只是摩擦系數才是影響的主因
故在相同的配方的前提之下(排除材質差異),當然越寬抓地力越強
所以有些人在輪胎等級沒升等之下只加大一些尺寸
就以為能在同一個彎多個10~20km/h的限極,真是太危險
k9027210 wrote:
相信大家都看過頭文字...(恕刪)
所以 抓地力==摩擦力?
所以兩者用同樣的公式表示?
那何必定義兩個名詞?
照這樣的法則, 福特馬力, 法拉利馬力?
固特異摩擦力, 瑪吉斯摩擦力?
網頁裡面說:
"抓地力(Grip)即是輪胎與地面之間的磨擦力。"
所以裡面定義了"輪胎".
那如果有人說"我新買的Nike 籃球鞋, 抓地力很好.."
鞋子底下有裝輪胎嗎?
基本上古典物理是沒有"Grip" 抓地力 這種力存在...
要討論科學就不要扯進口語化的形容詞會比較好.
記者常說, 這麵條 Q度百分百.....
這跟形容溫度 攝氏32度 是完全兩回事.
補充一點, 因為樓主下的標題是物理...所以就談物理.
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