第三十三章輪胎表面的凹紋

水川米看著三人說︰我想你們應該見過汽車吧?那麼,你們看過汽車下面的輪胎嗎?那些密密麻麻的凹紋有什麼作用呢?

六子風來就開始想起來,其他兩人也不和他爭搶。約莫兩分鐘後,他才開口︰很明顯,凹紋是用來增加摩擦力的。我們以前討論過摩擦和形狀有關,但是是什麼樣的形狀可以增加摩擦力呢?表面有空體。其實,這種幾何體只能增加凹紋和凸紋之間的摩擦力,至于凹紋和凸紋中間的區域基本沒有受到影響而摩擦力相對很低。

杜埃尼亞斯迫不及待︰當然,凹紋有增加摩擦力的作用。但是,這並不是它全部的作用。表面有空體的確可以做到增加摩擦力,而表面有刺體也可以。那麼,汽車制造者為什麼沒有選擇表面有刺體作為輪胎的形狀呢?因為輪胎的形狀要保證輪胎有很大的運動力,而表面有刺體就做不到。增加摩擦力只是輔助目的,而人的主要目的是使得輪胎運動。

瑪格麗塔有些不以為然︰你們說的固然是輪胎的一種作用,但是它還有一種作用就是保持輪胎內部的壓強穩定。我們都知道輪胎要充氣。在運動的過程中,氣體免不了要進行運動。如若如此,輪胎就會變得極不穩定。當凹陷部分到達地面時,地面會給予凹陷部分的邊緣巨大的壓力。于是,邊緣就會往里面壓縮。然後,輪胎里面就出現了運動氣體突然被壓制住了。當凹紋離開地面時,凹陷部分又恢復原狀。而被壓制的氣體又開始運動。過了少許時間,又有一個凹陷部分到達地面,重復前一個凹陷部分的過程。因此,輪胎內部的氣體就會變得穩定。

水川米卻說︰你們還沒有說完。我們知道輪胎凹紋越大,摩擦力越大。但是,摩擦力說得太籠統了。摩擦力是由摩擦產生的,而摩擦可以分為平面摩擦、斜面摩擦和空氣摩擦。由于空氣摩擦一般很小,這里就暫時不討論了。平面摩擦比斜面摩擦小,所以相應汽車輪胎的凹紋也就小許多。斜面摩擦又可以分為抓地摩擦和滑動摩擦。如果一個上坡與一個下坡相連,那麼它們的抓地摩擦和滑動摩擦的大小是一樣的。不過,方向是相反的。汽車要上上坡,抓地摩擦就要特別大。所以,適當增加輪胎與上坡面而抓地摩擦。而在下坡時,由于滑動摩擦很大,汽車運動速度很快。為了安全,這時就需要握住剎車。當剎車元件與輪胎表面產生摩擦時,汽車運動速度就會減慢。

當然,不排除輪胎的凹紋有影響空氣摩擦的影響……

杜埃尼亞斯突然大叫︰對,輪胎的凹紋肯定有減小滑動摩擦的作用。所以,摩擦力和運動力的關系是復雜的。具體情況需要具體對待,沒有一個標準的對應關系。

水川米看了看三人,才說︰我看大家也沒有補充的了,那麼今天我們就討論到這里。

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