關(guān)于輪胎花紋的作用,許多人都認(rèn)為是用來(lái)增加摩擦力的,我不知道這種言論從何而來(lái)。不過(guò)我今天告訴你:輪胎花紋用來(lái)增加摩擦力的說(shuō)法,真是大錯(cuò)特錯(cuò)!
輪胎花紋:“增加摩擦力不由我來(lái)做?!?/p>
如果輪胎花紋的作用是增加摩擦力,那么飛速過(guò)彎的F1賽車(chē)輪胎上為何沒(méi)有花紋?難道F1賽車(chē)不需要摩擦力?恰恰相反,F(xiàn)1賽車(chē)需要極大的摩擦力,所以才使用了沒(méi)有花紋的光頭胎。因?yàn)闆](méi)有了輪胎花紋,輪胎與地面的接觸面積更大,摩擦力也更大。
如果你中學(xué)物理學(xué)的很好,那么此時(shí)你肯定會(huì)很疑惑,中學(xué)物理給出的摩擦力公式是:f=μN(yùn),摩擦力只與μ(摩擦系數(shù))和N(正壓力)有關(guān),與接觸面積無(wú)關(guān)。但是這種公式是在宏觀下給出的,從微觀上看,摩擦力與接觸面積有關(guān)。
在微觀尺度上,物體的表面粗糙不平,當(dāng)兩個(gè)物體相互接觸,它們的“真實(shí)接觸面積”遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于你所看到的接觸面積,“真實(shí)接觸面積”在一定程度上控制著摩擦力的大小。
“顯微鏡下粗糙不平的的玻璃表面”
你可以想象,兩個(gè)物體的接觸好似兩個(gè)粗糙表面的“咬合”。隨著壓力的增加,物體發(fā)生形變,“咬合”程度也會(huì)增加,摩擦也就隨之變大,所以摩擦力與接觸面積相關(guān)。
那些大馬力的跑車(chē)都會(huì)使用更寬的輪胎,這也從側(cè)面證明了摩擦力與接觸面積有關(guān),否則給蘭博基尼裝上四個(gè)自行車(chē)輪胎豈不是很好?
不過(guò)這只是很粗略的推測(cè),摩擦力其實(shí)是一個(gè)很復(fù)雜的東西,其具體模型很難計(jì)算。
既然摩擦力與接觸面積有關(guān),那為什么家用車(chē)不用光頭胎來(lái)增加摩擦力呢?這里,我們就要說(shuō)出輪胎花紋最主要的作用了:輪胎花紋最主要的作用——排水!
在雨天行駛時(shí),與輪胎接觸的前部積水會(huì)產(chǎn)生一定的壓力沖向輪胎。打個(gè)比方:我們把手伸進(jìn)水缸里攪動(dòng)水,會(huì)發(fā)現(xiàn)水會(huì)回饋手一個(gè)反作用力一樣。不過(guò)水對(duì)輪胎產(chǎn)生的動(dòng)壓力與速度的平方成正比,隨著輪胎的轉(zhuǎn)速不斷提高,動(dòng)壓力與輪胎的載荷相平衡時(shí),輪胎就完全是失去了與路面的接觸,漂浮在水膜上,失去與地面的摩擦力。此時(shí)車(chē)子會(huì)打滑失控,發(fā)生危險(xiǎn)。所以,我們需要輪胎花紋迅速把輪胎前部的積水從兩側(cè)排出,保持輪胎與路面的接觸。
雖然使用光頭胎確實(shí)會(huì)增加在干燥柏油路面的摩擦力,但是在下雨天,光頭胎的弱點(diǎn)就暴露無(wú)遺了。所以家用車(chē)為了兼顧全天候路況,全部配備了具有花紋的四季輪胎。
F1賽車(chē)也是如此,如果在比賽中下起雨,車(chē)手會(huì)迅速駛回維修站,更換帶有花紋的雨地胎。
家用車(chē)隨著行駛里程的增加,輪胎也在磨損。如果輪胎花紋過(guò)淺,會(huì)影響輪胎的排水能力。在雨季為了行駛安全,大家應(yīng)該學(xué)會(huì)自己檢測(cè)愛(ài)車(chē)輪胎的磨損情況,那么輪胎花紋的深度應(yīng)該如何判斷呢?
在輪胎花紋的凹槽中,會(huì)有一些凸起的標(biāo)記點(diǎn),當(dāng)你的輪胎花紋與標(biāo)記點(diǎn)平齊時(shí)就需要立刻更換輪胎,此時(shí)的輪胎花紋已經(jīng)不足以做到迅速排水,在濕滑路面很可能發(fā)生危險(xiǎn)。
除此之外,輪胎花紋還有降低噪音、節(jié)油等功效,不過(guò)輪胎花紋最重要的功能還是排水。如果今后還有人對(duì)輪胎花紋可以增加摩擦力這個(gè)理論侃侃而談,請(qǐng)你告訴他:瞎說(shuō)!