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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 直徑相同的車輪,，寬窄對于加速度的影響？,？ [打印本頁]

作者: 愛看書的pig 時間: 2021-10-27 08:36
標(biāo)題: 直徑相同的車輪,，寬窄對于加速度的影響？,？
假如一輛車,，動力恒定在200NM,，輪胎直徑相同
寬輪胎是220mm寬,，窄輪胎是180mm寬,。

請問,，哪種輪胎加速到100KM/h時間更短呢？,？

既然汽車前進(jìn)的動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)上有說窄輪胎啟動更快的，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)過與眾多壇友的討論,，總結(jié)如下,，希望大家看看對嗎：
在不打滑的前提下：主動輪與地面屬于靜滑動摩擦,，向前，靜滑動摩擦fs=u*車重
車輪與地面的靜滑動摩擦系數(shù)取0.3.車重取15000N,，則最大靜滑動摩擦力=4500N

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

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-10-30 11:32):
錯了,。汽車車輪的運動屬于平面運動。一方面是繞車軸的轉(zhuǎn)動,，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，與地面接觸的那點的瞬時速度一直為0,，做純滾動,。

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-11-2 08:18):
之前想的又錯了。,。,。地面對輪胎的摩擦力，必須小于輸入車輪的扭矩,。分兩種情況
1.純滾動：輸入扭矩減去摩擦力對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動。這兩個運動合成之后,，接觸點速度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):
沒想到一個日常生活中看似常見的問題。涉及到的知識點之多,，讓我咂舌,。
寬輪胎與窄輪胎，如果都不打滑,，那么相對較小質(zhì)量,，較小轉(zhuǎn)動慣量的車輪，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,，因為豪車的發(fā)動機(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，也沒用,。因為壓根就用不到這些能力,。合適的才是最好的~~~

作者: sgxap666 時間: 2021-10-27 08:51
窄輪胎快些，阻力小些,。

作者: 武漢老虎 時間: 2021-10-27 08:58
和路面有關(guān),。

作者: 愛看書的pig 時間: 2021-10-27 08:58

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

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

作者: oldpipe 時間: 2021-10-27 08:59
你的力學(xué)沒學(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),，與接觸面積大小無關(guān),。第二個概念，輪胎寬窄影響輪胎質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量,，都是阻礙加速能力提高的因素,。

作者: 武漢老虎 時間: 2021-10-27 09:04
還是和路面有關(guān)，存鏡面和砂石路面結(jié)果不同,。

作者: hxt610 時間: 2021-10-27 09:36
本帖最后由 hxt610 于 2021-10-27 09:41 編輯

愛看書的pig 發(fā)表于 2021-10-27 08:58
汽車前進(jìn)的動力不是靠驅(qū)動輪的摩擦力提供嗎,？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,，摩擦力只是一個被動力；沒有驅(qū)動力就沒有摩擦力,；也就是說：只有驅(qū)動車輪旋轉(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的最大摩擦力，而不是實時摩擦力,；
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,，輪胎寬窄對于加速度是沒有影響的,；
如果考慮更細(xì)微的影響（風(fēng)阻,、慣量,、質(zhì)量......），發(fā)動機(jī)動力相同的情況下,，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提供更好的加速性能呢,？
是因為寬輪胎能夠提供更大的靜摩擦力（不打滑）,，也就可以給車輪施加更大的動力。

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。

作者: sunbetterwu 時間: 2021-10-27 09:36
輪胎寬度會影響輪胎的使用壽命,，但對摩擦力沒有影響
對摩擦力有影響的是輪胎的花紋

作者: 魍者歸來 時間: 2021-10-27 09:49
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

作者: hxt610 時間: 2021-10-27 09:56
本帖最后由 hxt610 于 2021-10-27 09:57 編輯

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

實際靜摩擦力一定=牽引力（牽引力<最大靜摩擦力的情況下）
超過最大靜摩擦力后,，將適用動摩擦，理論上適用摩擦力=摩擦系數(shù)*接觸面積這個公式,。

本題討論范圍應(yīng)該局限在靜摩擦范圍,。

作者: 奇妙的科學(xué)dl 時間: 2021-10-27 09:56
綜合性的問題，我猜想一下,。如果輪上的車重和下壓力很大的話那么用寬的輪胎（F1賽車）,。如果車重和下壓力小用窄的輪胎。要相信科學(xué),，同時不要太相信科學(xué),。分析現(xiàn)實，大膽猜想,，嚴(yán)謹(jǐn)驗證,。

作者: gaokua 時間: 2021-10-27 10:02
扯什么呢，啟動快慢只跟自重扭力比有關(guān),，還窄輪胎,，換個窄輪胎就能讓小車?yán)习賴嵉氖^還直接彪出去了？

作者: bonetr 時間: 2021-10-27 10:21
我覺得吧,，因為輪胎花紋的原因,，宏觀上寬輪胎和窄輪胎摩擦系數(shù)是不一樣的。再有本身摩擦系數(shù)就是個經(jīng)驗值,。所以寬輪胎快還是窄輪胎快以實驗為準(zhǔn)比較好,。如果讓我給建議的話，動力輪用寬胎,，從動輪用窄胎

作者: hxt610 時間: 2021-10-27 10:29
本帖最后由 hxt610 于 2021-10-27 10:30 編輯

熱青茶
【摩擦力大小由驅(qū)動力決定】,，此話有誤。發(fā)表于 29 分鐘前

@熱青茶,，那你說汽車靜止不動時摩擦力是多少,？
汽車加速時，質(zhì)量*加速度/時間+各種阻力=驅(qū)動力,，驅(qū)動力=摩擦力,，這不對嗎？
勻速運動時,，驅(qū)動力=各種阻力=摩擦力,；也就是慣性定理：受力平衡時，物體將保持原有運動狀態(tài)不變,，有錯嗎,？

作者: 愛看書的pig 時間: 2021-10-27 11:09
從能量分析的角度來看：
1.主動扭矩使車輪旋轉(zhuǎn),。根據(jù)M=J*a。寬輪胎的轉(zhuǎn)動慣量大,，所以角加速度小,。所以在加速階段：寬車輪比窄車輪轉(zhuǎn)的慢，這點應(yīng)該沒問題,。
到勻速階段,兩種一樣快,，只是寬輪胎比窄輪胎更晚到達(dá)這個勻速。

2.地面對主動輪的摩擦力提供向前的加速度,，寬輪胎比窄輪胎的摩擦力大,，所以向前的加速度大。

這兩個情況一正一負(fù),，有沒有大佬可以幫忙算算看,，哪種輪胎加速快。(我給出的前提條件可能不全,，請大佬們按最簡單的情況考慮)
@未來第一站 @二號機(jī)

作者: Duke陽 時間: 2021-10-27 11:51
自重一定的情況下寬輪胎與窄輪胎的摩擦系數(shù)不一樣吧,，寬輪胎應(yīng)該能獲得更大的摩擦系數(shù)，扭矩一定的情況下不應(yīng)該是摩擦系數(shù)更大的啟動更快嗎,，在實際情況中F1不也是寬熱熔胎增加摩擦力提高變速性能吧,，F(xiàn)1更換窄輪胎會提升加減速性能嗎？

作者: hxt610 時間: 2021-10-27 12:37
本帖最后由 hxt610 于 2021-10-27 12:40 編輯

愛看書的pig
還有就是第二點：是否四個輪胎的最大靜摩擦力對輪胎中心求扭矩,。這個扭矩值要小于輪胎輸入的扭矩,。這樣還能不打滑？  發(fā)表于 5 分鐘前
愛看書的pig
請問大俠,，是不是這么理解: 汽車車輪輸入的扭矩是M1，最大靜摩擦力對旋轉(zhuǎn)中心的扭矩是M2,。所以車輪旋轉(zhuǎn)的扭矩是M3=(M1-M2),，寬輪胎的M3小于窄輪胎。再加上寬輪胎的J（轉(zhuǎn)動慣量更大）,，所以寬輪胎旋轉(zhuǎn)更慢.  發(fā)表于 14 分鐘前
terry159
這種解釋比較專業(yè),，如果動力不是足夠大，沒有打滑的話,，窄輪胎加速性能好,，因為重量輕；如果動力足夠大,，寬輪胎加速性能好,，因為能防止打滑，全面發(fā)揮動力優(yōu)勢,。PS:上邊回復(fù)好多文盲,。  發(fā)表于半小時前

對于靜摩擦,，一定要樹立一個概念：那就是摩擦力一定是有質(zhì)量的物體（可以簡化成有質(zhì)量的一個質(zhì)點）有運動趨勢，即受到外力,；
那么外力是什么呢,？拉力、推力,、風(fēng)阻,、摩擦力、磁力,、原子力,、化學(xué)力（比如爆炸）重力、重力的支反力......當(dāng)然還有那位說的下滑力,；
不管受多少外力,，總歸會形成一個合力；

簡單的就是這個合力=質(zhì)量*加速度,；或者合力=0,，物體保持原有的運動狀態(tài)不變（包括靜止）。
至于輪胎慣量（還包括汽車各種傳動機(jī)構(gòu)）及扭矩（也包括汽車各種傳動機(jī)構(gòu)）都是輸出最后動力的中間過程,，也就是屬于內(nèi)力（有沒有內(nèi)扭矩的說法我不知道）,，它們只影響最后輸出的牽引力。

那么輪胎寬窄影響啥呢,？1.影響風(fēng)阻,，2.影響總質(zhì)量（假設(shè)寬胎更重），3.影響最大靜摩擦力（假設(shè)寬胎接地面積更大）4.不會影響實際摩擦力（當(dāng)然寬胎從動輪摩擦損失會略有增大）,，4.影響油耗（這是汽車內(nèi)部的事,，因為慣量、風(fēng)阻及轉(zhuǎn)向阻力更大）

作者: 高圓圓女神 時間: 2021-10-27 13:39
寬輪胎更能利用扭矩,，也就是地面給車輪的向前的摩擦力大,。

作者: 未來第一站 時間: 2021-10-27 16:26
那個抓地好那個快

作者: 武漢老虎 時間: 2021-10-27 16:30
輪胎的壓力大小不同，寬笮有不同,，所以無論如何,，寬窄是不一樣的

作者: yc1990717120 時間: 2021-10-27 17:26
樓主好：
   首先對理論要學(xué)清楚，車輛的驅(qū)動力來自于地面對輪胎的摩擦力,，而這個地面對輪胎的摩擦力的值等于車輪扭力,、支持力*摩擦系數(shù)這兩個值中的較小值。不可一概而論認(rèn)為就是支持力*摩擦系數(shù),。
   對輪胎方面如果不考慮寬胎相對較大的轉(zhuǎn)動慣量,，通常認(rèn)為寬胎的摩擦系數(shù)相對略大，具體大多少要實際驗證,。
   對你這個問題目前只能這么回答：現(xiàn)有簡易模型條件
   如果該車重量小,，車輪扭力高于支持力*摩擦系數(shù),，寬胎車加速度略高；
   如果車重很大,，忽略寬胎和窄胎轉(zhuǎn)動慣量,、重量、胎阻這些的話,，兩車加速度相當(dāng),；考慮慣量、胎阻等窄臺車加速好,。
   以上,，供參考。

作者: 朱威威 時間: 2021-10-28 16:47
https://tieba.baidu.com/p/3667214058

作者: swh481320 時間: 2021-10-28 18:39
輪胎扁平化是趨勢,。

作者: 遠(yuǎn)祥 時間: 2021-10-30 02:36
豪車都寬輪胎的

作者: 愛看書的pig 時間: 2021-11-2 08:34

hxt610 發(fā)表于 2021-10-27 09:36
汽車前進(jìn)需要地面的摩擦力不假,；但是別忘了，摩擦力只是一個被動力,；沒有驅(qū)動力就沒有摩擦力,；也就是說： ...

思考再三，確實如大佬所說,。佩服佩服~~~

作者: bje892 時間: 2022-4-24 14:31

愛看書的pig 發(fā)表于 2021-10-27 08:58
汽車前進(jìn)的動力不是靠驅(qū)動輪的摩擦力提供嗎,？摩擦力方向向前
為啥窄輪胎摩擦力小，啟動快呀,？

因為窄胎提供的摩擦力已經(jīng)足夠了,。

作者: cumtbm02 時間: 2022-4-26 10:15
所有工況都相同的話，輪胎寬的加速時間短,，因為輪胎與地面的摩擦力是推動力,，輪胎寬，摩擦力就大

作者: hhd21 時間: 2022-4-26 13:48
學(xué)習(xí)一下

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