Ha a súrlódás mértéke nem függ az érintkező felületek nagyságától, akkor miért használnak nagy kerekeket az autó hátsó kerekénél, ott, ahol számít a nagy gyorsulás?

Nos, fogalmazzunk pontosan!

A surlódási EGYÜTTható mértéke tényleg nem függ az érintkező felületek nagyságától.

Ha olyan surlódásról beszélünk, amit adott felületen súlyerő hoz létre, a felület növekedésével az öszeszorító erő csökken (nagyobb felület - kisebb nyomás), de itt nem ez a helyzet.

A gyorsulási versenyeken az átvitt teljesítmény maximálizálása a cél.

A súrlódási erővel átvihető teljesítmény (ami gyorsítja a kocsit) tiszta gördülősurlódásnál, ahol nem "kapar" a kerék

P = M*omega (omega =szögsebesség)

Az M nyomaték, ami a kerék sugara és a hajtó erő vektori

szorzata amit a motor befeccöl. Tiszta gördülősurlódás esetén a kerületen ható erő megegyezik a surlódási erővel.

Innen már látható a tiszta gördülés esetén a hajtó erő felső korlátja a maximális surlódás.

viszont a kerékátmérő növelésével tulajdonképp ugyanazon erő befeccölésével nagyobb teljesítményt lehet elérni.

Ez a kerékátmérő növelését adja.

ennek is van szerkezeti felső korlátja : a gumi szakítószilárdsága.

Remélem megvilágítottam a problémát.

A súrlódás mértéke FÜGG a felület nagyságától. Már ha ezen a mértéken azt értjük, hogy mekkora munka kell a legyőzéséhez.

Nézzük az autót. Ha azt akarjuk, hogy álló helyzetből adott sebességre gyorsuljon, akkor erőt kell gyakorolnunk rá. Hogy jön létre ez az erő? Forgatjuk némi üzemanyag elégetésével a kereket. A kerék súrlódik a földhöz, ezért az nem üresen pörög, hanem elmozdul a földhöz képest (gyorsul). Ennek mértéke két dologtól függ: mekkora a súrlódási együttható (azaz a két anyag milyen mértékben "tapad" egymáshoz. ez kizárólag a két anyag felületi egyenetlenségeitől és az anyagok összetartó erejétől függ), és mekkora a felület, ahol ez hat. Könnyű belátni, hogy ha két "csúszós" anyag jó nagy felületen érintkezik, akkor az ugyanaz, mintha két érdesebb "tapadósabb" anyag kisebb felületen érintkezik. Tehát a mozgatáshoz szükséges erő a súrlódás erejétől és a súrlódó felület nagyságától együttesen függ.

Egyrészt a több súrlódás jobb, az hajtja a kocsit ;)

Másrészt a gördülési ellenállás ha az érintkezési felülettõl nem is, de a kerék sugarától mindenképp függ. Legalábbis ott, ahol az út egyenetlenségei összemérhetõek a kerék nagyságával.

Gondolj bele: nagy bicigli v. mûanyag kismotor, melyik akad el jobban a térkõ térközeiben.

Harmadrészt nem használnak nagy kereket ott hol számít a nagy gyorsulás. Fõleg azért mert a nagy mozgási- és nem a nagy forgási energiára adják az érmet.

[link]

Itt is írnak pár dolgot.

Feljebb meg lett említve, de kiemelném a lényeget.

Itt már nem a tapadási vagy mozgási súrlódás számít.

Az a gumi úgy fog az útfelülethez, mintha oda lenne ragasztva.

Az F1-ben meg a dragstereknél is, a gumik bitumenhez mérhető súrlódási tényezője eléri az 1,5-1,7 értékeket, ami a hétköznapi életben irreálisnak tűnik, ott nem találkozunk olyan súrlódóerőkkel, amik nagyobbak, mint az összenyomó erő. Ez már a matrica, a ragasztó meg a tapadókorong kategóriája.

Itt a tapadás határa már nem a bitumen és a gumi közti súrlódáson fog múlni, hanem azon, hogy a gumi úthoz tapadó felülete milyen erőre szakad le a gumiabroncsról.

Innen származnak a keréknyomok fekete csíkjai a bitumenen.

Akkor meg a nyírási szakítószilárdság számít, a maximális nyíróerő meg egyenesen arányos a nyírt keresztmetszettel, vagyis minél nagyobb felületen fekszik fel, annál nagyobb erő kell.

Erre még rásegít az alacsony guminyomás és lágy gumianyag is, amitől hosszában is nagyobb a felfekvő felület.

A széles abroncsnak még egy előnye van, a nagy oldalirányú kanyarerőkre kevésbé tud "kenődni", oldalra vetemedni.

Meg az sem egy utolsó szempont, hogy a nagyobb felület jobb hőleadó.