直徑相同的車輪，寬窄對(duì)于加速度的影響？？

愛(ài)看書(shū)的pig

假如一輛車，動(dòng)力恒定在200NM，輪胎直徑相同
寬輪胎是220mm寬，窄輪胎是180mm寬。

請(qǐng)問(wèn)，哪種輪胎加速到100KM/h時(shí)間更短呢？？

既然汽車前進(jìn)的動(dòng)力是由摩擦力提供的。寬輪胎的摩擦力更大，f=ma，這樣汽車的加速度更快。

但網(wǎng)上有說(shuō)窄輪胎啟動(dòng)更快的，很疑惑，希望大家?guī)兔Ψ治鲆幌?img src="static/image/smiley/default/hug.gif" smilieid="13" border="0" alt="" />


補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-10-28 09:02):
經(jīng)過(guò)與眾多壇友的討論，總結(jié)如下，希望大家看看對(duì)嗎：
在不打滑的前提下：主動(dòng)輪與地面屬于靜滑動(dòng)摩擦，向前，靜滑動(dòng)摩擦fs=u*車重
車輪與地面的靜滑動(dòng)摩擦系數(shù)取0.3.車重取15000N，則最大靜滑動(dòng)摩擦力=4500N

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-10-28 09:05):
車輪直徑取600mm，則最大靜滑動(dòng)摩擦力對(duì)應(yīng)的力矩=4500N*0.3m=1350Nm。
只要我的車，輸出扭矩不超過(guò)1350Nm，那么，我的車輪就不會(huì)打滑。


補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-10-30 11:32):
錯(cuò)了。汽車車輪的運(yùn)動(dòng)屬于平面運(yùn)動(dòng)。一方面是繞車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面是質(zhì)心的平移。所以，輸出扭矩肯定要大于摩擦力抵消的那部分扭矩。剩下的提供旋轉(zhuǎn)。然后，與地面接觸的那點(diǎn)的瞬時(shí)速度一直為0，做純滾動(dòng)。

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-11-2 08:18):
之前想的又錯(cuò)了。。。地面對(duì)輪胎的摩擦力，必須小于輸入車輪的扭矩。分兩種情況
1.純滾動(dòng)：輸入扭矩減去摩擦力對(duì)輪心的扭矩后得到的扭矩使輪胎旋轉(zhuǎn)，而摩擦力使輪胎向前運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成之后，接觸點(diǎn)速度0.

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-11-2 08:19):
2.打滑。地面提供的摩擦力很小，輸入扭矩減去摩擦力矩后得到的力矩,這個(gè)力矩使車輪旋轉(zhuǎn)，車輪旋轉(zhuǎn)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于向前的速度，所以車輪打滑啦。

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-11-2 08:23):
沒(méi)想到一個(gè)日常生活中看似常見(jiàn)的問(wèn)題。涉及到的知識(shí)點(diǎn)之多，讓我咂舌。
寬輪胎與窄輪胎，如果都不打滑，那么相對(duì)較小質(zhì)量，較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的車輪，加速將快一些。


補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-11-2 08:26):
至于豪車為什么車輪寬，因?yàn)楹儡嚨陌l(fā)動(dòng)機(jī)一般較好，所以扭矩很大。窄輪胎哪怕用盡全力也打滑。所以豪車的輪胎寬。
一輛小破車，窄輪胎也不打滑，換上寬輪胎，也沒(méi)用。因?yàn)閴焊陀貌坏竭@些能力。合適的才是最好的~~~

sgxap666

窄輪胎快些，阻力小些。

武漢老虎

和路面有關(guān)。

愛(ài)看書(shū)的pig

sgxap666 發(fā)表于 2021-10-27 08:51
窄輪胎快些，阻力小些。

汽車前進(jìn)的動(dòng)力不是靠  驅(qū)動(dòng)輪的摩擦力提供嗎？ 摩擦力方向向前
為啥窄輪胎摩擦力小，啟動(dòng)快呀？

oldpipe

你的力學(xué)沒(méi)學(xué)好。作為物理課力學(xué)部分的基本概念之一，摩擦力取決于兩接觸面正壓力和摩擦系數(shù)，與接觸面積大小無(wú)關(guān)。第二個(gè)概念，輪胎寬窄影響輪胎質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，都是阻礙加速能力提高的因素。

武漢老虎

還是和路面有關(guān)，存鏡面和砂石路面結(jié)果不同。

hxt610

愛(ài)看書(shū)的pig 發(fā)表于 2021-10-27 08:58
汽車前進(jìn)的動(dòng)力不是靠  驅(qū)動(dòng)輪的摩擦力提供嗎？ 摩擦力方向向前
為啥窄輪胎摩擦力小，啟動(dòng)快呀？

汽車前進(jìn)需要地面的摩擦力不假；但是別忘了，摩擦力只是一個(gè)被動(dòng)力；沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力就沒(méi)有摩擦力；也就是說(shuō)：只有驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)才能使車輪與地面產(chǎn)生摩擦力；摩擦力的大小由驅(qū)動(dòng)力決定。


摩擦力與接觸面積的關(guān)系是什么呢？
接觸面積決定最大靜摩擦力，也就是車輪不打滑時(shí)的最大摩擦力，而不是實(shí)時(shí)摩擦力；
寬輪胎比窄輪胎可以產(chǎn)生更大的靜摩擦力，也只是能夠產(chǎn)生更大的靜摩擦力。


所以在車輪不打滑的前提下，輪胎寬窄對(duì)于加速度是沒(méi)有影響的；
如果考慮更細(xì)微的影響（風(fēng)阻、慣量、質(zhì)量......），發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力相同的情況下，寬輪胎比窄輪胎阻力更大，所以加速更慢！


那么為什么寬輪胎的汽車會(huì)提供更好的加速性能呢？
是因?yàn)閷捿喬ツ軌蛱峁└蟮撵o摩擦力（不打滑），也就可以給車輪施加更大的動(dòng)力。


大排量汽車（比如3.0L）配備更寬的輪胎，而小排量汽車（比如1.2L）配備較窄輪胎，這就是原因。

sunbetterwu

輪胎寬度會(huì)影響輪胎的使用壽命，但對(duì)摩擦力沒(méi)有影響
對(duì)摩擦力有影響的是輪胎的花紋

魍者歸來(lái)

放眼一望，都是被高中物理坑害的孩子。高中關(guān)于摩擦力的理論是閹割版，另外，即使相同直徑的車輪，寬窄不一樣，實(shí)際直徑(變形后)也不一樣。討論加速性，建議看看F1的輪子是寬是窄

hxt610

可能對(duì)摩擦力有誤解，摩擦力=摩擦系數(shù)*接觸面積   不假；但是對(duì)于靜摩擦，這個(gè)公式只描述了最大靜摩擦力，而不是實(shí)際靜摩擦力；

實(shí)際靜摩擦力一定=牽引力（牽引力<最大靜摩擦力的情況下）
超過(guò)最大靜摩擦力后，將適用動(dòng)摩擦，理論上適用   摩擦力=摩擦系數(shù)*接觸面積  這個(gè)公式。


本題討論范圍應(yīng)該局限在靜摩擦范圍。