Автомобильная физика

Berezina:

Давайте ссылочку где я говорил, что расход не зависит от размера пятна.

на 8-ой странице когда распрягали про силу трения-качения. Если вы не можете связать силу сопротивления качению и расход - не заходите в эту ветку, это не ваше

з.ы.: Где данные про мягкость более широкой резины? Что-то и Андрей Владимирович сдулся...

Berezina:

Ищите сами раз у вас сомнения.

Zenturion привел данные. А ищите сами - самая гнилая отмазка, которая только существует. Шериф придумал и не знает как подтвердить? так краснокожие за это на кострах жгли

я так понял, что все отстаивающие точку зрения, что не зависит, опираются на упрощенную модель... тупо идеально ровная недеформируемая поверхность и идеально круглое тожа недеформированное колесо - - - поэтому в формулах и нет прощади контакта, т.к. у нас получаецц0 точечное соединение (ну или линия. вообщем поняли про что я)...

Порылся в инете. Натолкнулся на:

1. Школьные уравнения силы трения не полно описывают силу трения в случае с деформируемыми поверхностями

2. Кроме коэффициента трения есть коэффициент сцепления колеса с дорогой NB! - который учитывает не только силу трения но и силу адгезии (adhesion force), силу срезания (ploughing force) и некоторые другие параметры. И именно этот коэффициент будет применяться при расчете силы с которой колесо противостоит переходу от силы трения покоя колеса к силе трения скольжения (там еще будет пара замечаний, я их позже расскажу).

Итак что я выяснил для себя: Резина на автомобиле работает вне применимости идеальных условий - где 2 скользящих/покоящихся тела не испытывают разрушений в результате трения. Следует различать как минимум 2 варианта работы резины по недеформируемой поверхности (здесь мы не рассматриваем динамику, те движущийся автомобиль, а приводим все к ситуации: пришел дядя, прицепил к авто с заблокированными колесами трос и тянет за него:

1 - Статическое состояние (дядя силен ровно настолько чтобы балансировать на грани "автомобиль стоит но вот вот стронется если дяде добавит минимально усилий). В этом состоянии работают следующие факторы:

а - вес авто (тут вопросов нет )

б - коэффициент трения (тут вопросов нет тоже)

в - коэффициент адгезии в паре резина-асфальт (зависит от температуры, состава резины, состава асфальта а также площади контакта резины и асфальта)

г - силы срезания (в паре асфальт-резина макронеровности работают не только поверхностным трением, но и требуют энергию на разрыв межмолекулярных связей в теле резины /и кое где асфальта/ - этот пункт наиболее слаб в моем повествовании - ибо я сам не до конца понимаю теорию резания/срезания, НО! этот пункт также зависит от площади соприкасающихся поверхностей ибо чем они больше - тем больше мест взаимодействия резина-асфальт на срезание)

д - твердости/устойчивости на разрыв самой резины - ведь часть приложенной силы (а если добавить и время приложения силы - то выползет все до энергии и работы) будет поглощена за счет обратимых и необратимых деформаций самой резины - при этом чем большая часть колеса участвует в этом процессе - тем больше энергии уйдет на этот процесс - и здесь площадь пятна контакта тоже участвует (самый банальное приближение этой ситуации это разрыв в теле резины - например жвачка приклеенная к столу: в таком случае сама резинка не дала возможности реализовать весь адгезионный потенциал, зависящий от площади контакта со столом) - этот пункт тоже легко раскритиковать и я не смогу доказать что-то ибо не хватает даже элементарных знаний (сопромат для меня тайна за семью печатами, также как для инженера общее языкознание)

Таким образом кроме фактора "вес авто"*"коэффициент трения"="сила трения" в данной ситуации работает еще как минимум 3 фактора, которые прямо или косвенно зависят от площади пятна контакта. При этом факторы в и г увеличивают свой вес с ростом площади пятна контакта. Фактор д - сопромат - и я ничего не могу сказать, но надеюсь, что инженеры-химики, которые готовят резиновую смесь варят ее так, чтобы она не рвалась в нормальных условиях эксплуатации

2 - Динамическое состояние (дядя конкретно хаванул стероидов и теперь тягает машину как шавку на поводке). В этом состоянии работают следующие факторы:

а - вес авто (тут вопросов нет )

б - коэффициент трения скольжения (тут вопросов нет тоже)

в - сила срезания - и тут она работает вовсю и неслабо зависит от площади контакта

г - твердости/устойчивости на разрыв самой резины - надеюсь вопросов нет - ибо здесь я ничего толкового не скажу ... но, блин, оно должно здесь работать

2-й случай без комментариев - вникшему не нужны, все и так понятно ... а для других бесполезны

Таким образом дополнительные факторы, которые работают в паре колесо-асфальт вполне могут быть причиной лучшего сцепления широкого колеса с асфальтом при неизменной силе трения, не зависящей от площади пятна контакта.

NB! разведя понятия сила сцепления и сила трения (последняя является составной частью первой) возможно считать, что большая площадь пятна контакта теоретически обеспечивает большую силу сцепления колес авто с дорогой при прочих равных факторах

Далее, если начать рыть в сторону тяговых и тормозных усилий, передаваемых колесами, мы можем найти также коэффициент реализации сцепного веса - который может уменьшиться в случае если тяговые/тормозные усилия превысят силу сцепления колес с дорогой

Ну и напоследок - господин Раймпель в своей книге страниц на 30 расписывает еще и отдельно от тягово/тормозных усилий передаваемых колесами и шинами - боковые усилия, которые проявляются в поворотах. При этом весь потенциал силы сцепления разделяется между тяговыми и боковыми усилиями идо кучи там еще начинают примешивать не только площадь но и форму пятна контакта - вобщем там все было выше моего понимания и я тупо заснул с буком в обнимку не дочитав.

-=sAm=-,

2. Кроме коэффициента трения есть коэффициент сцепления колеса с дорогой NB! - который учитывает не только силу трения но и силу адгезии (adhesion force), силу срезания (ploughing force) и некоторые другие параметры. И именно этот коэффициент будет применяться при расчете силы с которой колесо противостоит переходу от силы трения покоя колеса к силе трения скольжения (там еще будет пара замечаний, я их позже расскажу).

вот... оч хорошо

вот именно поэтому сила трения скольжения чуть чуть меньше чем сила трения покоя... полностью с этим согласен

NB! разведя понятия сила сцепления и сила трения (последняя является составной частью первой) возможно считать, что большая площадь пятна контакта теоретически обеспечивает большую силу сцепления колес авто с дорогой при прочих равных факторах

то что развели понятия это правильно, но только вы не представляете насколько это мизерная разница, и в каких случаях она становится хоть чуть чуть заметна

как тут уже упомнинали существует зависимость от скорости и именно разведение понятий силы сцепления и силы трения это и обьсняет, в простейшем случае все действительно можно вписать в простейший закон силы трения, но оговорится что коэф силы трения меняется... либо же разносить, тогда вообще все иделаьно вписывается

сила адгезии и сила срезания становятся заметны при очень сложных контактных поверхностях, при сверхвысоких скоростях (когда надо рассеивать огромную потенциальную энергию авто)... тогда да - тогда конечно влияние есть... но блин зачем закапыватся в такие дебри? тем более что это лишь незначительно уточняет общий случай, но не опровергает его!

учитывая все эти тонкости мы придем к протектору, а это такой темный лес, что вот тут точно можно все копья переломать,.. потому как охватить все возможные типы поверхностей и промоделировать все процессы это просто капец как сложно

мы полезли в дебри! зачем?

в простейшем случае пятно контакта и сила трения не связаны никак, в том же простейшем случае сита трения = силе сцепления... в этом же простейшем случае координально улучшить сцепные свойства можно изменением состава резины...

пре переходе на более детальный уровень мы узнаем что оказывается на высоких скоростях почему-то у нас наблюдаются незначительные отклонения, то есть наша модель не точна... обнаруживаются силы адгезии, срезания и тыды... на этом этапе оказывается что протектор тоже имеет значение, вылазит такая штука как многокомпонентный и многослойный состав резины

на еще более детальном уровне мы переходим к молекулярным связям, к внутренним потерям и тыды

и теперь еще раз

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу трения? - нет

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу сцепления? - нет

можно ли в общем случае принять силу сцепления равной силе трения? - да

существуют ли некоторые частные случаи в которых общее правило не точно? - да

боковые усилия, которые проявляются в поворотах. При этом весь потенциал силы сцепления разделяется между тяговыми и боковыми усилиями идо кучи там еще начинают примешивать не только площадь но и форму пятна контакта - вобщем там все было выше моего понимания и я тупо заснул с буком в обнимку не дочитав

а об этом березина написал еще на первых страницах! что форма и размер пятна контакта влияет на управляемость!

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу трения? - нет

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу сцепления? - нет

Не согласен, ибо и то и другое противоречит

форма и размер пятна контакта влияет на управляемость!

Что по вашему есть управляемось, как не производная от трения и сцепления? Если форма и площадь контактного пятна не влияют на силу трения, то почему вдруг вы признает, что управляемось лучше на более широких колесах?

Андрей Владимирович,

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу трения? - нет

влияет ли в общем случае площадь пятна контакта на силу сцепления? - нет

Какого трения? Если скольжения то нет, а если покоя то да.

Вы попробуете например тумбочку без ножек(плоское дно) сдвинуть с места когда она стоит как положено(широкой стороной на полу) и когда на боку(узкой) и посмотрите когда ее сдвинуть будет легче а когда тяжелее, вот тогда и можно будет говорить.

Yosic,

Вы попробуете например тумбочку без ножек(плоское дно) сдвинуть с места когда она стоит как положено(широкой стороной на полу) и когда на боку(узкой) и посмотрите когда ее сдвинуть будет легче а когда тяжелее, вот тогда и можно будет говорить.

СУПЕР ТЕСТ!

куда видео выкладывать?

я безмен взял и протянул - ОДИН ХРЕН - сила одинакова!

Андрей Владимирович, т.е. этот господин Тарасик приводит совершенно простую формулу "коэффициент трения"*"вес"="сила сцепления"? Я просто не нарыл сей учебник в инете забесплатно ... так что пока ничего не могу ответить ... затоуже куча английских статей по этой теме, где почему-то все говорят о площади пятна контакта и его влиянии, но я пока не вытащил оттудова ни одной формулы или графика.

-=sAm=-,

похоже трение там не меняется ... а вот сцепление меняется .. при этом сила трения присутствует как постоянный компонент в силе сцепления колеса с поверхностью.

Не может такого быть... Вернее для автомобиля без движения, или при равномерно поступательном движении, да. Но при маневрировании масса автомобиля постоянно перераспределяется, что влечет за собой изменения в реакциях опор. Кроме изменения реакций опор, изменяется и вес (помним, что вес складывается из массы и ускорения).