滚动摩擦(常用滚动摩擦系数表)

老司机(包括自行车司机)都知道给轮胎打气，这样跑得快，省油省力，但是不能打太多气。胎压过高，不仅车身震动变大(这不是车震)，舒适性变差，车轮抓地力不够，容易爆胎。有人说胎压相当于人的血压，太高太低都不好。从安全和轮胎寿命的角度来看，这也是事实。

胎压过高或过低都是有害的。

学过高中物理的朋友都知道滚动摩擦相当于静摩擦，老司机也知道胎压越低滚动阻力越大。那么滚动摩擦、静摩擦和滚动阻力的关系是什么呢？只是名字不同吗？本文为您详细分析。

什么是滚动阻力？

车轮在向前滚动的过程中有阻力，也就是说不能一直滚动下去。如果不加油，它会停一会儿。滚动阻力是多少？它是如何工作的？先从翻箱倒柜开始，会更直观。

滚动立方体盒时的应力情况

设盒子的重力为g；我们用我们盒子角上的O点作为支点，推动它滚动。在滚动过程中，O点与地面的瞬时相对速度为0，所以我们称O为瞬心；推箱子的力是p，由此可见，箱子滚动的阻力是G E。

箱体处于稳态时，G E的值更大，也就是滚动阻力更大；随着箱体滚动，力臂E越来越小，滚动阻力越来越小；当箱体重心过瞬心O时，e为0，滚动阻力为0；之后，我们不再需要推动盒子，它可以再次达到稳定状态。

在这个过程中，滚动摩擦力F是保持瞬心O位置的力，与N和摩擦系数有关。

轮子不是方的，它是圆的。因此，我们需要以圆的形式来分析车轮在滚动过程中的受力情况:

从正方形、十二边形到圆形的轧制应力

上图中，P为推动滚动的力，G为重力，N为重力G的反作用力，F为摩擦力，O为瞬心，E为P作用下N从原作用点O '到瞬心的偏移量，H为P到瞬心O的力臂(注:H不是圆的半径；瞬心是O而不是O’。车轮滚动过程中，接触点O为瞬时定点，O’为定点)。

从图中可以看出，车轮的滚动阻力与其重力G和偏移量E有关，滚动阻力为G，车轮与路面之间的刚度越大，空气越多，汽车越轻，车轮越圆，E的长度越小，滚动阻力越小。相反，在车重不变的情况下，如果胎压不足，轮胎会瘪一点，或者路面会更软。O '和瞬心O之间的距离E越大，滚动阻力G E就越大。

火车车轮与铁轨的接触面积很小，滚动阻力也很小。

什么是滚动摩擦？

抓地力是滚动摩擦，在车轮滚动过程中起到稳定瞬心的作用。只有车轮与地面的摩擦力足够大，车轮才不会打滑，否则无法前进。反过来，强劲的抓地力也能缩短刹车距离。

当f=0时，不会发生滚动；如果车轮打滑，f是滑动摩擦力；只有当摩擦力F大到足以使O与地面保持短暂静止时，汽车才会运动。此时滚动摩擦力f就是静摩擦力。

F1赛车漂移，后轮处于滑动摩擦状态。

值得注意的是，静摩擦力矩=静摩擦系数×正压力。在滚动摩擦的情况下，车轮与路面的摩擦系数和车重不变，“抓地力”应该与车轮与地面的接触面积无关。

老司机的经历有错吗？

我们知道滚动摩擦力矩f = n e。

车轮滚动时，f =静摩擦力矩=正压力×静摩擦系数

n等于正压力，但E显然不是静摩擦系数，它们只是等价关系。汽车的橡胶轮不是刚体。当它接触地面时，橡胶轮胎的表面会在压力下与地面的粗糙表面咬合。当接触面积变大时，咬合面会更多，其更大静摩擦系数也会增大。所以在正压不变的情况下，车轮与地面的接触面积更大，所以它的抓地力更强，更不容易打滑。

老司机没毛病。

F1赛车为了增加抓地力，使用了宽大的光头胎。

例外的是，在冰雪路面行驶时，宽轮胎的气压比窄轮胎低，所以更容易打滑。此时应使用雪胎或雪链增加咬合面积，可增加静摩擦系数。

汽车是靠滚动摩擦推进的吗？

通过前面两节的分析，我们可以得出一个初步的结论:虽然数值可能相同，但是滚动摩擦力和滚动阻力并不是同一个力，它们的物理概念也是不同的。

滚动阻力是阻碍车辆前进的力，那么滚动摩擦是推动车辆前进的力吗？

自行车有两个同样大小的轮子。让我们来分析一下他们的压力:

运动中自行车车轮上的力。

自行车前后轮的摩擦力方向相反，这是由其动力源决定的。通常自行车是后轮驱动的(后驱汽车也是如此)，后轮摩擦F是主要的驱动摩擦，前轮F是被动摩擦。无论是主动摩擦还是被动摩擦，它们对瞬心O都没有力矩作用，对于滚动的车轮来说，摩擦力F既不是阻力也不是动力，只是稳定瞬心O使其不产生滑动位移。

真正推动车辆前进的是作用在后轮轴心上的转动力偶，体现为滚动力矩P H，当P H克服滚动阻力矩G E时，车轮才能向前滚动。

摘要

1.滚动摩擦是滚动的条件。车轮滚动过程中，滚动摩擦力起到稳定瞬心的作用，保证了滚动过程中始终有一个点与路面保持静止。虽然它不能把车轮往前推，也不会把车轮往后拖，但只有车轮不打滑，车才能动。

压路车

第二，滚动摩擦力取决于静摩擦系数和车轮与地面的正压力。由于橡胶轮胎具有弹性，增加地面接触面积可以增加静摩擦系数，所以稍微降低胎压可以增加抓地力。

3.滚动阻力和滚动摩擦是不同的物理概念，滚动阻力不具有摩擦特性。轮胎瞬心和重心之间的滚动阻力臂的长度决定了滚动阻力，胎压不足会导致滚动阻力增大。

4.车轮转动时，滚动阻力和摩擦阻力同时存在。老司机们希望在尽量减少滚动阻力的同时增加摩擦阻力，让驾驶变得安全、快捷、省油。

宽胎可以在保持胎压的前提下，增加地面接触面积，提高抓地力。

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