剎車時輪胎與地面之間的摩擦是有益摩擦,超重可以使摩擦力變大,不就加大有益摩擦了嗎?為什麼還不能超重?

時間 2021-05-14 12:05:15

1樓:劉添億

質點的剎車距離與載重無關。汽車的關鍵在於剎車策略,瓶頸在於剎車盤。

(一)簡化的情況

不考慮車輛結構,只考慮乙個簡單質點。

摩擦力是mgf,f為摩擦係數。則剎車時加速度為gf,剎車距離為v^2/(2gf)。剎車距離是與質量無關的。

(二)實際的情況

一方面,最大靜摩擦係數大於滑動摩擦係數;另一方面,抱死的時候車會側滑。所以車輛正常剎車時不應該抱死。

實際的車輛不是質點,而是包含剎車盤、車輪等結構。最優情況,希望車輛車輪不打滑,而剎車盤盡量夾緊。

但是實際很難達到最優情況。比如,載重不同導致重心高低不同,影響剎車時的車輛前傾,破壞摩擦力的分配。或者說,如果貨物很高,剎車距離就會變長。

總之,實際剎車距離是很複雜的,算起來很麻煩;設計剎車分配策略很麻煩。

雖然車輪與地面間的摩擦可以隨著載重增加而增大,但是剎車盤的力不會隨之增大。如果超重很多,即使剎車策略合理,也無法被剎車盤執行。

(結論)

質點的剎車距離與載重無關。汽車的關鍵在於剎車策略,瓶頸在於剎車盤。

2樓:一心

初中物理寫的是滑動摩擦,就是說汽車沒有輪子,只有車廂在地面滑動,摩擦力與重力成正比。你可以超重。

有輪子的叫做滾動摩擦,現實生活中遠遠小於與重力。初中階段的理論狀態下,滾動摩擦力為0的。

3樓:

假設剎車踩到底,輪子固定不轉,摩擦係數是k, 剎車摩擦力為F=mgk, 減速的加速度為a=F/m=gk, 和你車多重一點關係沒有。

現實是:超重後剎車力和重量成正比,輪剎剎不住,輪子停不下來

4樓:tim

一句話回答:在中學物理框架下,沒有超重一說。題主說法是對的。在現實框架中,有,所以不能超重。

中學物理是乙隻圓的不能再圓的球形雞,對於重力作用下的摩擦,當摩擦表面確定(工程上叫摩擦副)後,摩擦力對制動效果的影響就確定了,於物體質量,形狀(接觸面積)無關。因為列出摩擦力公式和牛一公式後,上述引數都約去了。

不過很遺憾,摩擦力可能是中學物理體系下與現實偏差最大的乙個知識點,而摩擦力應用又很常見,所以容易造成最多的困擾,可稱之為中學物理天空最大的烏雲。

物理烏雲不談,這裡只聊聊球形雞如何指導現實世界的問題。也就是工程化問題。

首先乙個就是邊界條件問題。比如計算彈簧彈力,中學生用胡克定理算彈力時大概是從來沒想過彈簧拉的太長是會斷掉這個事吧?摩擦力亦如是,題主沒想過輪胎可以直接磨掉皮吧?

第二個是關聯效應的問題。比如摩擦後熱的積累,會改變摩擦副的效能甚至直接破壞摩擦副。類似樹上十隻鳥開一槍打下乙隻還有幾隻這種都是考察這方面思維的題。

印象裡中學物理只有有乙個型別的試題扯到了這個關聯效應,就是白熾燈電阻的問題。

第三個是系統整合問題,即使你作為制動工程師,把材料選的很紮實,散熱做的很好,可以承受超重帶來的破壞與熱效應,但是車架,懸掛,轉向等等其他子系統不見得能承受。以上

5樓:8與24

經常我打LOL的時候,怕別人說我菜,然後進去我就說我是小學生,哈哈

超重絕對是百害無利的,我不知道為什麼會有有利的說法

汽車,無論是乘用車、掛車、牽引車等,設計之初都會對整車設計重量、滿載重量進行定義,相應的整車姿態、懸架、制動、輪胎、車身強度等等都會以此為參考進行匹配或設計,當然設計時會考慮一定的安全餘量,就好比滿載1500kgSUV,其每個輪胎的最大載荷並不是直接選擇1500/4=375kg,而是會選擇承載500kg左右的輪胎,這樣不至於一一旦超重就會出問題,但是這也是為了防止在使用的過程中會出現超重的情況,而一旦超重,整個車輛的懸架系統、輪胎、制動系統等都要承受比其設計定義更大的強度,超重較小或者短時間也許沒事,但把時間線拉長呢?

再直接說題主的說的摩擦問題

假設工況為30°斜坡上坡

摩擦力f=umgcos30°,牽引力F,上坡加速度a;超重後,要保持相同的加速度a,那麼F合=m1a必然增加,意味著牽引力必然增加,汽車需要更大的扭矩才能上坡,也就意味著更多的油耗

假設工況為30°斜坡下坡

摩擦力f=umgcos30°,制動力F,下坡減速度為a1,超重後,要保持相同的減速度a1,必然要增加制動力,這對於制動系統來說又面臨惡劣的使用條件,一旦奔潰,後果不堪設想,也許你會想,下坡慣性增大,可是開車你敢放著空擋一直跑嗎?

水平路面同理

最為直接的案例就是江蘇無錫的高架橋坍塌事件,被高架砸中不幸犧牲的人兒,他們會覺得超重會有益嗎?

6樓:鶴舞

有益摩擦指的是輪胎未打滑之前的靜摩擦,在這之前,制動力來自於剎車系統的滑動摩擦力,無論是剎車盤與剎車片之間的還是剎車鼓與剎車蹄之間的滑動摩擦力都與車輛本身質量無關,所以,按照簡單的動量定理,車身越重,同等速度下的動量越大,剎車系統需要更大的力量或者時間讓車子停下來。

剎車系統的力量是有上限的,不能無止境增大去抵抗車子過大的動量,實際上,在剎車系統尚未達到最大力量的時候,輪胎與地面的靜摩擦力就已經到達上限了,此時的車子實際上是滑行的,真正的滑行,直線漂移,剎不住車還能打方向避讓,一旦開始滑行,打方向就無效了,要麼一頭撞上去,要麼因為左右滑動摩擦力不一致導致側翻。

7樓:尤金

那就用初中物理來說一下:

正常剎車,剎車時的阻力源自剎車盤的滑動摩擦,輪胎與地面的摩擦是在最大靜摩擦力範圍內,所以這種情況下可以看作輪子是地面的延伸,剎車力大小是剎車盤的滑動摩擦力,而這個摩擦力與車重是沒有關係的,是與卡鉗的壓力有關。

當剎車盤的滑動摩擦力大於輪胎與地面的靜摩擦力,剛會發生另一種剎車情況,就是車輪抱死。這時車輪可以看成就是車上的乙個塊塊,剎車力大小是輪胎與地面的滑動摩擦力,這時候才與車重有關。但滑動摩擦力是大大小於最大靜摩擦力的,所以抱死情況下剎車力反而小。

ABS就是基於這個原理設計的,讓剎車盤的摩擦力無限接近輪胎與地面的最大靜摩擦力,以獲得最大的剎車力。

但是,最大靜摩擦力不是也與重力呈線性關係麼?是的,但這是在接觸面條件都不變的情況下。實際上重車行駛會使輪胎承受更多的摩擦力,導致輪胎發熱、磨損、軟化,使輪胎與地面的靜磨擦係數變小和更易受剪下損傷。

也就是說重力帶來的磨擦利好被接觸面因素抵消掉了。同樣,超重車輛在剎車中的力更大,帶來的損耗更嚴重,超過設計工況,導致失效的概率更高。比如剎車盤的過度磨損和高溫,使剎車力無法接近輪胎面的最大靜摩擦力,也就更剎不住了。

另外,關於題中車重增大摩擦力會更利於剎車的說法,我們看一下。公式a=umg/m,a是加速度,u是摩擦係數,m是質量,g是重力加速度。相約m得a=ug。

所以理想情況下使用最大靜摩擦力剎車,產生的加速度與車身質量無關。

8樓:Didne

即使按照【理想模型】計算:

重力越大確實摩擦力越大,但加速度等於摩擦力除以質量,所以超重後剎車,加速度是不變的。

加速度不變,意味著同樣速度下的剎車距離不變。所以超重後並不會帶來好處。

以及,即使在同樣剎車距離下,質量越大的車引發的交通事故也會越嚴重,所以超重還是只會帶來壞處。

9樓:給個

因為真剎不住,因為剎車不僅取決於輪胎的摩擦力,因為還有熱衰減,因為剎車片卡鉗不一定受得了,不能單純的把乙個引數作為依據,影響因素太多了。

10樓:ASKLS

說什麼物理,給題主來點兒興趣 ,馬克思主義原理告訴我們「質量互變原理」,啥東西吧,都得有個度,超過這個度,就發生了「質」的變化~(可能符合題主目前認知範圍的概念,就是你們學的那個壓力壓強了,車的質量越重,胎受到的壓力就越大,而充滿氣體的輪胎,空間又有限度,越壓越扁,直接爆胎)

11樓:守柮

主要是忘了告訴你超重除了有益摩擦外還會產生超過設計制動標準的動能,導致剎車失效或者效能衰減!還會產生超負荷的對路面的有害壓力?

12樓:秘書長

一句話弊大於利1 慣性 : 質量越大慣性越大,慣性大了減速時,制動系統需要更大的制動力來鉗制剎車片,剎車距離也會延長,時間長了還會損壞剎車系統,剎車踏板行程變長導致剎車失靈剎不住等危險情況。輪胎加速短命:

長時間高強度摩擦地面橡膠會更快磨光,高強度的摩擦力會產生更高的溫度,高溫會加劇橡膠老化,導致輪胎變硬,從而使輪胎抓地力(摩擦力)降低, 再度延長剎車距離。3道路壽命減短:車輛越重,路面承受的壓力、壓強越大導致路面出現裂縫,日積月累,道路提前領盒飯

以上來自於乙個輪維從業者

13樓:琳琅yow

加大有益摩擦的同時,車的質量也變重了。雖然理論上,剎車時減速的加速度總為u(摩擦係數)g,但是根據經驗,還是是超重的車出車禍的概率要大些。

14樓:不停的turbo

非常羨慕你在初二的時候就有這樣的平台解答問題。

我的老家是山西大同的,滿大街的重型卡車,以前超載可以達到100噸一車,非常恐怖,超重帶來的除了安全隱患外(比如剎車剎不住,慣性大)還有就是對路面的破壞。而且超重車輛的損耗也是非常巨大的,輪胎,剎車,車身都承受了生命中的不堪之重。

不知你是否有聽說過,賽車或者跑車是如何在不超重但增加有益摩擦又贏得比賽的?

15樓:養樂多

這麼說吧,正常情況下可以通過降低胎壓增大摩擦力。超重雖然也能壓癟輪胎,使其與地面的接觸面更大;但超過一定重量的情況下,別說靠輪胎的摩擦力了,就是靠輪轂摩擦都不行,因為慣性過大,這股力量它會推著車子往前走。

見過迫降的飛機滑行的畫面嗎?速度過大的情況下靠機身與地面摩擦都不行,道理是一樣的,慣性和速度、重量有著直接的關係。

16樓:Pentastar

在峰值摩擦係數不變的前提下,就是題主說那樣。

但是輪胎的摩擦係數和滑移率曲線不是固定的。在不同的載荷作用下,峰值摩擦係數是會變化的。

至於怎麼變,就只好做實驗去測了。輪胎的研究是一門玄學。

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