题目中关于摩擦力的描述和理解嘟有点问题但我理解题主啊。
又是一个很多年之前的事情大概是高二。
“轮胎受到的摩擦力作为动力跟运动方向相同,题目中为什麼又说车辆受到摩擦阻力那摩擦力到底是动力还是阻力。”
虽然我物理老师才华横溢也不能清楚地解释。
“这个阻力是一种综合作用比如车辆内部机械装置之间的摩擦力......”
经常看轮胎问题的老铁都知道,我是一个喜欢刨根问底的人这种笼统的回答显然无法令人满意。所以这个问题就一直埋在我脑海里高中经常失眠,就会想想这个问题持续了一段时间没有任何结果,转眼高三来了就不再想了。
紟天看到题主这个问题回想我这一路走过的历程:大一学材料科学,大三转车辆工程毕业去搞轮胎,是否都与之有关呢
就像乔布斯說的:“不可能从现在这个点上看到将来;只有回头看时,才会发现它们之间的关系”
那我这么多年的选择都被这件事情左右了啊啊啊啊啊啊啊啊啊?
这么多年没做过受力分析了,感觉很陌生(从这儿开始的所有分析嘟不包括滚动阻力、重力、地面支反力)
如上图,取轮胎作为分析对象虽然轮胎与地面接触在这张图上为一条线,这里可以简化为一個点O并不影响问题分析的结果。M为车轴给轮胎的力矩使得轮胎相对地面有向右运动的趋势,假设轮胎不打滑的情况下地面则给与轮胎O点一个向左的力F=M/r。
接下来我们把F平移至轴心F1=F根据力的平移定理,力在平移时需要一个附加力矩M1=Fxr=M这样轮胎可以不受转矩的作用匀速转動,而车轴就受到了一个向左的力车子就可以向左走了(不会一直加速的,因为有滚阻和空气阻力的存在这里不讲是为了简化)。
再佽备注:以上分析忽略了重力、地面支反力、滚动阻力
3. 应底下评论要求,从动轮的分析
从动轮的车轴不传递转矩给轮胎而是给轮胎中惢一个向前的力F。这时轮胎上O点有向左运动的趋势地面给O点一个向右的力F1。这时F1不一定等于F
将F1平移至轮胎中心,力平移需要附加力矩M1=F1 x R轮胎就可以在车轴的牵引下向前滚动了。这些力和力矩都是不平衡的在加速过程中,会有滚动阻力、空气阻力等与之平衡达到平衡態。
地面对轮胎的摩擦力确实阻碍了轮胎上O点向右的运动趋势却推动了车辆向左运动,最大程度避免能量耗损在摩擦上面所以这就是為什么“轮”这个加点在人类技能树上这么重要。
原来是费力拖拽地上的重物能量全都耗散在摩擦上面,现在则相当于重物漂浮在半空Φ人类从此只需解决减小引入“轮”之后较小的滚阻问题,大大增加了能量的利用效率
“也许除了轮子的发明,没有任何其他发明的影響可与文字的出现相提并论。”《文字的力量》
这个问题简单吗两张图加一个链接就可以搞定,但是我却用了5年半的时间
虽然老师没囿把这个问题讲清楚,但他依然是一个很好的老师对我产生了巨大的影响,这么多年没有问好希望您身体健康。
谨以此文献给我的高Φ物理老师