作业帮为什么赛车的光头胎的摩擦力比带条纹的大?而普通汽车却不是?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/13 03:15:56
为什么赛车的光头胎的摩擦力比带条纹的大?而普通汽车却不是?
当年FIA为了降低车速而把光头胎改为条纹胎,说是要降低抓地力.而普通汽车却必须有条纹,这是为什么?谢谢
当年FIA为了降低车速而把光头胎改为条纹胎,说是要降低抓地力.而普通汽车却必须有条纹,这是为什么?谢谢
以前轮胎表面的花纹是根据赛道表面的情况来决定的.当赛道表面是干燥的时候,完全平面的轮胎（俗称“光头胎”）能创造最好的抓地力,因为光头胎的接地面积大,因此抓地力极强,赛车在弯道的速度极高.当赛道表面有水的时候,轮胎表面就必须有坑纹,让轮胎和地面之间的水通过这些坑纹排出,这也是为什么普通车的轮胎表面都有条纹的原因——天总不可能一直不下雨吧!
一些老资格的车迷知道以前曾用过没有槽的光面轮胎.但是1998年开始,为了降低赛车的速度,国际汽联决定一级方程式赛车中必须使用带有凹槽的轮胎.今年又要求赛车的前轮必须使用有四根按旋转方向开槽的轮胎.和光头轮胎相比现在的车胎多了四条纵向的凹槽,这四条凹槽平均地排列在胎面上,它们的最低深度为2.5毫米,凹槽中心线之间的距离为50毫米.顺便提一下,这四条凹槽的诞生是应国际汽联的规则要求,他们的目的是通过减少轮胎的接地触面来降低轮胎的抓地性能进而降低车速,提高F1赛车的安全系数.
相关：
我们都学过中学物理,知道相对运动的物体之间存在两种摩擦力——滑动摩擦和滚动摩擦.当赛车匀速行驶时,轮胎和地面之间的摩擦力是滚动摩擦.而当赛车加速/减速或者转弯的时候,就产生了滑动摩擦.
稍微分析就知道这两个力之间的作用是相互制约的：如果赛车加速/减速过快,滑动摩擦力的作用将把滚动摩擦力完全抵消,赛车将“失去抓地力”,部分的轮胎表面将相对赛道表面静止,产生巨大的磨损,造成整个轮胎表面不再是规则的圆形,给赛车的行驶带来震动,使操控更加困难.
为了防止这种情况,牵引力控制系统（控制加速）和防抱死刹车系统（控制减速）应运而生.而如果转弯过快,失去抓地力的结果便是赛车失控打滑——赛车会向正在转向的方向打滑.对于好的车手来说,这并不是不可控制的,只要车手在足够短的时间内反向扭方向盘,赛车便会恢复抓地力.
试想将一个长方形的橡皮紧紧按在桌面,然后从上方往一个方向扭动,看看会发生什么——橡皮会产生变形,而轮胎也是一样.轮胎内部的应力会通过轮胎表面传递到赛道上,而如果应力来不及释放便会失去抓地力.这时候就需要反向给轮胎一个作用力,让轮胎回复正常状态.
决定轮胎性能的因素
轮胎的尺寸、轮胎和地面的接触面大小以及表面花纹、材质决定了轮胎的性能.轮胎和地面的接触面的长宽之比是轮胎的截面比,通常截面比越小的轮胎抓地力越大,这意味着赛车轮胎尺寸要尽可能的大,同时宽度尽可能宽.然而,尺寸越大的轮胎,阻力也越大,这就需要工程师计算合理的平衡点.另一方面,低截面比的轮胎比高截面比的轮胎更不容易变形,从而减少了轮胎的内部发热（部分变形应力转化为热量）,使轮胎在极端情况下依然能维持上佳表现.
一些老资格的车迷知道以前曾用过没有槽的光面轮胎.但是1998年开始,为了降低赛车的速度,国际汽联决定一级方程式赛车中必须使用带有凹槽的轮胎.今年又要求赛车的前轮必须使用有四根按旋转方向开槽的轮胎.和光头轮胎相比现在的车胎多了四条纵向的凹槽,这四条凹槽平均地排列在胎面上,它们的最低深度为2.5毫米,凹槽中心线之间的距离为50毫米.顺便提一下,这四条凹槽的诞生是应国际汽联的规则要求,他们的目的是通过减少轮胎的接地触面来降低轮胎的抓地性能进而降低车速,提高F1赛车的安全系数.
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为了防止这种情况,牵引力控制系统（控制加速）和防抱死刹车系统（控制减速）应运而生.而如果转弯过快,失去抓地力的结果便是赛车失控打滑——赛车会向正在转向的方向打滑.对于好的车手来说,这并不是不可控制的,只要车手在足够短的时间内反向扭方向盘,赛车便会恢复抓地力.
试想将一个长方形的橡皮紧紧按在桌面,然后从上方往一个方向扭动,看看会发生什么——橡皮会产生变形,而轮胎也是一样.轮胎内部的应力会通过轮胎表面传递到赛道上,而如果应力来不及释放便会失去抓地力.这时候就需要反向给轮胎一个作用力,让轮胎回复正常状态.
决定轮胎性能的因素
轮胎的尺寸、轮胎和地面的接触面大小以及表面花纹、材质决定了轮胎的性能.轮胎和地面的接触面的长宽之比是轮胎的截面比,通常截面比越小的轮胎抓地力越大,这意味着赛车轮胎尺寸要尽可能的大,同时宽度尽可能宽.然而,尺寸越大的轮胎,阻力也越大,这就需要工程师计算合理的平衡点.另一方面,低截面比的轮胎比高截面比的轮胎更不容易变形,从而减少了轮胎的内部发热（部分变形应力转化为热量）,使轮胎在极端情况下依然能维持上佳表现.
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