水川米看著三人說:我想你們應(yīng)該見過汽車吧?那么,你們看過汽車下面的輪胎嗎?那些密密麻麻的凹紋有什么作用呢?
六子風(fēng)來就開始想起來,其他兩人也不和他爭搶。約莫兩分鐘后,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(guān),但是是什么樣的形狀可以增加摩擦力呢?表面有空體。其實(shí),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(qū)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(dāng)然,凹紋有增加摩擦力的作用。但是,這并不是它全部的作用。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。那么,汽車制造者為什么沒有選擇表面有刺體作為輪胎的形狀呢?因?yàn)檩喬サ男螤钜WC輪胎有很大的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。
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(nèi)部的壓強(qiáng)穩(wěn)定。我們都知道輪胎要充氣。在運(yùn)動(dòng)的過程中,氣體免不了要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。如若如此,輪胎就會(huì)變得極不穩(wěn)定。當(dāng)凹陷部分到達(dá)地面時(shí),地面會(huì)給予凹陷部分的邊緣巨大的壓力。于是,邊緣就會(huì)往里面壓縮。然后,輪胎里面就出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)氣體突然被壓制住了。當(dāng)凹紋離開地面時(shí),凹陷部分又恢復(fù)原狀。而被壓制的氣體又開始運(yùn)動(dòng)。過了少許時(shí)間,又有一個(gè)凹陷部分到達(dá)地面,重復(fù)前一個(gè)凹陷部分的過程。因此,輪胎內(nèi)部的氣體就會(huì)變得穩(wěn)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(tǒng)了。摩擦力是由摩擦產(chǎn)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(shí)不討論了。平面摩擦比斜面摩擦小,所以相應(yīng)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(dòng)摩擦。如果一個(gè)上坡與一個(gè)下坡相連,那么它們的抓地摩擦和滑動(dòng)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(dāng)增加輪胎與上坡面而抓地摩擦。而在下坡時(shí),由于滑動(dòng)摩擦很大,汽車運(yùn)動(dòng)速度很快。為了安全,這時(shí)就需要握住剎車。當(dāng)剎車元件與輪胎表面產(chǎn)生摩擦?xí)r,汽車運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)減慢。
當(dāng)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(dòng)摩擦的作用。所以,摩擦力和運(yùn)動(dòng)力的關(guān)系是復(fù)雜的。具體情況需要具體對待,沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系。
水川米看了看三人,才說:我看大家也沒有補(bǔ)充的了,那么今天我們就討論到這里。
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