Fтр=μN. В простейшем случае сила нормального давления равна весу тела — произведению его массы m на ускорение свободного падения g: N=mg. Таким образом, сила трения зависит от коэффициента трения, массы тела и ускорения свободного падения: Fтр=μmg. На первый взгляд, если трение не зависит от площади соприкосновения, а определяется лишь массой автомобиля, то ширина шин не должна влиять на сцепление с дорогой. Однако на практике всё сложнее — и вот почему. Ключевой параметр, который меняется с шириной шины, — пятно контакта. У широких шин оно больше, чем у узких. Это даёт несколько преимуществ:
Согласно закону Амонтона‑Кулона, сила трения Fтр пропорциональна силе нормального давления N и коэффициенту трения μ:
Fтр=μN.
В простейшем случае сила нормального давления равна весу тела — произведению его массы m на ускорение свободного падения g:
N=mg.
Таким образом, сила трения зависит от коэффициента трения, массы тела и ускорения свободного падения:
Fтр=μmg.
Основные положения закона Амонтона‑Кулона
- Коэффициент трения считается постоянным, а сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления.
- Сила трения всегда направлена в сторону, противоположную относительной скорости.
- С увеличением скорости движения сила трения уменьшается.
- Трение не зависит от величины соприкасающихся поверхностей.
- Трение зависит от материалов и состояния трущихся поверхностей.
- Трение возрастает с увеличением времени предварительного контакта соприкасающихся поверхностей.
В чём же преимущество широких шин?
На первый взгляд, если трение не зависит от площади соприкосновения, а определяется лишь массой автомобиля, то ширина шин не должна влиять на сцепление с дорогой. Однако на практике всё сложнее — и вот почему.
Ключевой параметр, который меняется с шириной шины, — пятно контакта. У широких шин оно больше, чем у узких. Это даёт несколько преимуществ:
- Лучшее сцепление при разгоне и торможении. Благодаря увеличенному пятну контакта с асфальтом в каждый момент времени взаимодействует больше протекторных блоков и ламелей. Это снижает вероятность пробуксовки при разгоне и скольжения при резком торможении.
- Повышенная устойчивость в поворотах. Большее пятно контакта обеспечивает более надёжный «зацеп» при скоростном маневрировании, снижая риск боковых заносов.
- Снижение риска расплавления резины при юзе. При резком торможении с блокировкой колёс возникает интенсивное трение, из‑за которого асфальт и резина могут нагреваться до высоких температур. В крайних случаях это приводит к частичному расплавлению материалов — автомобиль начинает двигаться по тонкому слою вязкой жидкости, сцепление резко падает.Широкие шины в такой ситуации имеют преимущество:
нагрев распределяется по большей площади, что снижает локальную температуру;
вероятность расплавления резины существенно снижается;
коэффициент трения меняется не так резко, как у узких шин. - Улучшенное сцепление на зимних дорогах. Особенно заметно преимущество широких шин в зимних условиях:
на снегу и льду большее пятно контакта повышает устойчивость;
у шипованных шин в зоне контакта одновременно находится больше шипов, что увеличивает число точек зацепа. - Защита дисков. Широкие шины выступают за плоскость обода, частично принимая на себя удары при контакте с бордюрами или неровностями дороги. Это снижает риск повреждения колёсных дисков.