直径相同的车轮，宽窄对于加速度的影响？？

爱看书的pig

假如一辆车，动力恒定在200NM，轮胎直径相同
宽轮胎是220mm宽，窄轮胎是180mm宽。

请问，哪种轮胎加速到100KM/h时间更短呢？？

既然汽车前进的动力是由摩擦力提供的。宽轮胎的摩擦力更大，f=ma，这样汽车的加速度更快。

但网上有说窄轮胎启动更快的，很疑惑，希望大家帮忙分析一下


补充内容 (2021-10-28 09:02):
经过与众多坛友的讨论，总结如下，希望大家看看对吗：
在不打滑的前提下：主动轮与地面属于静滑动摩擦，向前，静滑动摩擦fs=u*车重
车轮与地面的静滑动摩擦系数取0.3.车重取15000N，则最大静滑动摩擦力=4500N

补充内容 (2021-10-28 09:05):
车轮直径取600mm，则最大静滑动摩擦力对应的力矩=4500N*0.3m=1350Nm。
只要我的车，输出扭矩不超过1350Nm，那么，我的车轮就不会打滑。


补充内容 (2021-10-30 11:32):
错了。汽车车轮的运动属于平面运动。一方面是绕车轴的转动，一方面是质心的平移。所以，输出扭矩肯定要大于摩擦力抵消的那部分扭矩。剩下的提供旋转。然后，与地面接触的那点的瞬时速度一直为0，做纯滚动。

补充内容 (2021-11-2 08:18):
之前想的又错了。。。地面对轮胎的摩擦力，必须小于输入车轮的扭矩。分两种情况
1.纯滚动：输入扭矩减去摩擦力对轮心的扭矩后得到的扭矩使轮胎旋转，而摩擦力使轮胎向前运动。这两个运动合成之后，接触点速度0.

补充内容 (2021-11-2 08:19):
2.打滑。地面提供的摩擦力很小，输入扭矩减去摩擦力矩后得到的力矩,这个力矩使车轮旋转，车轮旋转的速度远远大于向前的速度，所以车轮打滑啦。

补充内容 (2021-11-2 08:23):
没想到一个日常生活中看似常见的问题。涉及到的知识点之多，让我咂舌。
宽轮胎与窄轮胎，如果都不打滑，那么相对较小质量，较小转动惯量的车轮，加速将快一些。


补充内容 (2021-11-2 08:26):
至于豪车为什么车轮宽，因为豪车的发动机一般较好，所以扭矩很大。窄轮胎哪怕用尽全力也打滑。所以豪车的轮胎宽。
一辆小破车，窄轮胎也不打滑，换上宽轮胎，也没用。因为压根就用不到这些能力。合适的才是最好的~~~

sgxap666

窄轮胎快些，阻力小些。

武汉老虎

和路面有关。

爱看书的pig

sgxap666 发表于 2021-10-27 08:51
窄轮胎快些，阻力小些。

汽车前进的动力不是靠 驱动轮的摩擦力提供吗？ 摩擦力方向向前
为啥窄轮胎摩擦力小，启动快呀？

oldpipe

你的力学没学好。作为物理课力学部分的基本概念之一，摩擦力取决于两接触面正压力和摩擦系数，与接触面积大小无关。第二个概念，轮胎宽窄影响轮胎质量及转动惯量，都是阻碍加速能力提高的因素。

武汉老虎

还是和路面有关，存镜面和砂石路面结果不同。

hxt610

爱看书的pig 发表于 2021-10-27 08:58
汽车前进的动力不是靠 驱动轮的摩擦力提供吗？ 摩擦力方向向前
为啥窄轮胎摩擦力小，启动快呀？

汽车前进需要地面的摩擦力不假；但是别忘了，摩擦力只是一个被动力；没有驱动力就没有摩擦力；也就是说：只有驱动车轮旋转才能使车轮与地面产生摩擦力；摩擦力的大小由驱动力决定。


摩擦力与接触面积的关系是什么呢？
接触面积决定最大静摩擦力，也就是车轮不打滑时的最大摩擦力，而不是实时摩擦力；
宽轮胎比窄轮胎可以产生更大的静摩擦力，也只是能够产生更大的静摩擦力。


所以在车轮不打滑的前提下，轮胎宽窄对于加速度是没有影响的；
如果考虑更细微的影响（风阻、惯量、质量......），发动机动力相同的情况下，宽轮胎比窄轮胎阻力更大，所以加速更慢！


那么为什么宽轮胎的汽车会提供更好的加速性能呢？
是因为宽轮胎能够提供更大的静摩擦力（不打滑），也就可以给车轮施加更大的动力。


大排量汽车（比如3.0L）配备更宽的轮胎，而小排量汽车（比如1.2L）配备较窄轮胎，这就是原因。

sunbetterwu

轮胎宽度会影响轮胎的使用寿命，但对摩擦力没有影响
对摩擦力有影响的是轮胎的花纹

魍者归来

放眼一望，都是被高中物理坑害的孩子。高中关于摩擦力的理论是阉割版，另外，即使相同直径的车轮，宽窄不一样，实际直径(变形后)也不一样。讨论加速性，建议看看F1的轮子是宽是窄

hxt610

可能对摩擦力有误解，摩擦力=摩擦系数*接触面积 不假；但是对于静摩擦，这个公式只描述了最大静摩擦力，而不是实际静摩擦力；

实际静摩擦力一定=牵引力（牵引力<最大静摩擦力的情况下）
超过最大静摩擦力后，将适用动摩擦，理论上适用摩擦力=摩擦系数*接触面积 这个公式。


本题讨论范围应该局限在静摩擦范围。