Тут работает не только сила трения, Дим. Приду домой - нарисую свои мысли по этому поводу, выложу, обсудим

+1. Так и есть. Большая ширина/диаметр улучшает охлаждение, плюс больше теплоемкость, шина будет позже начитать плыть, начальный зацеп будет таким же как на узкой.

ЧИТАТЬ ВНИМАТЕЛЬНО И ДУМАТЬ
1. Сцепные свойства шины на сухом асфальте зависят не столько от ее ширины, сколько от площади пятна контакта с дорогой и характера распределения в нем удельного давления. Чем больше эта площадь, тем выше сцепление шины с дорожной поверхностью. Установка более широких шин не гарантирует уменьшения тормозного пути - при заданной нагрузке на покрышку распределение давления в пятне контакта может оказаться далеко не оптимальным. К тому же большое влияние на сцепление оказывает рецептура смеси резины протектора. Поэтому подбор шин только с учетом геометрических параметров зачастую не дает ожидаемого эффекта. Так, увеличение ширины покрышек улучшает управляемость, повышает срок их службы, но снижает комфорт (с ростом неподрессоренной массы автомобиль жестче проходит неровности) и повышает риск аквапланирования. А кроме того, увеличиваются шумность шины, сопротивление качению и расход топлива, ухудшается динамика разгона, возрастает усилие на тормозной педали при торможении.
Серегей Мохнаткин, АВТОВАЗ,
бюро доводки ходовых качеств и шин
За рулем
2. Сила трения между шиной и дорожным покрытием не зависит от площади контакта, так что широкие шины без протектора ничем не лучше узких. Если колеса автомобиля пробуксовывают, когда он трогается с места (так во время гонок бывает на старте), то широкие шины имеют определенное преимущество, потому что у них нагрев распределяется по большей площади и, следовательно, снижается вероятность того, что шина расплавится (при плавлении шины сильно уменьшается коэффициент трения).

Довольно часто считают, используя школьную формулу силы трения, что сцепление с дорогой не зависит от ширины покрышки.
Действительно, классика утверждает, что сила трения зависит лишь от веса предмета и коэффициента трения между двумя типами материалов. Площади пятна контакта в этой формуле нет.
Однако практика показывает, что более установка широкой резины спасает от пробуксовки на старте.
Попробую объяснить эту мистику
Асфальт не является гладким покрытием, у него есть довольно значимые шероховатости. А покрышка в свою очередь всё-таки имеет некую эластичность.
Рассмотрим одну микротрещину на асфальте и как себя ведет шина, которая соприкасается с асфальтом в месте этой ямки.Причем будем считать, что эта трещина - единственная.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Под действием веса автомобиля небольшая часть покрышки заполняет трещину в асфальте.
Для упрощения понимания будем считать, что трещина расположена на вертикальной оси колеса.
В результате крутящего момента, передаваемого колесам, покрышка будет воздействовать на асфальт с некой силой P.
И покрышка не будет проскальзывать по асфальту до тех пор, пока получившийся нарост на шине не деформируется или не срежется. А деформация произойдет при превышении напряжения на нарост. Напряжение F является отношением силы P к площади воздействия.
Если микротрещина одна, то вся сила колеса P будет воздействовать на площадь соприкосновения нароста и стенки трещины S.
Если трещин несколько, то сила P распределится между получившимися наростами и тем самым уменьшится напряжение на нарост шины.
Вывод: если нам необходимо удержаться от проскальзывания покрышки с учетом заданной силы P,и мы знаем напряжение, которое выдерживает "типовой" нарост покрышки, то нужно лишь обеспечить достаточное количество таких наростов. Очевидно, что их количество возрастает с увеличением площади пятна контакта, т.е установкой более широких покрышек (при условии одинакового состава и протектора).
Прошу прощения за несколько корявое объяснение, но наверное, впервые, рассказываю свои рассуждения касательно физики
Да, и это всего лишь мои рассуждения. Если кто-то вдруг найдет ошибку, я буду рад выслушать её Если же ошибки нет - я буду счастлив

Пикассо!

Ну а по делу - целиком с тобой согласен. Чарли вроде в теме Рема отписал что от пятна ничего не зависит? Может путаю, может не Чарли. Но в теме Рема точно. Сам не понял как может пятно контакта не влиять на букс? Я проще приведу пример. Ставим на лед предмет площадью 1 см. кв. с одним шипом в дне и рядом такой же предмет площадью 10 см. кв. и, соответственно, 10 шипами. Вопрос: какой предмет будет труднее сдвинуть с места при условии что прилагаемая сила на один шип для этого одинакова?
Ну может сумбурно, но, надеюсь, понятно, что там где площадь соприкосновения со льдом меньше, (1 шип), там и легче сдвинуть предмет относительно льда (букс)

З.ы. про мягкость резины тоже не стоит забывать.. более мягкая и узкая резина наиболее полно заполнит неровности и может обеспечить такой же или даже больший коэффициент сцепления с дорогой как более твердая, но широкая.

Зато наглядно

Всё верно, составляющие хорошего старта, управляемости - ширина, качество (читай состав) резины, температура, рисунок ((не относится к чисто драговой резине (теперь актуально и для F1: ввели канавки, тем самым уменьшили пятно контакта дабы пилоты не рысачили в поворотах ).
Но подбор этих составляющих - целое искусство и количество $$$$$$ Нам, обывателям, приходится опираться на опыт, рекомендации, тесты.

Андрей, у меня была цель показать, что нельзя говорить о независимости площади пятна контакта и силы трения, ссылаясь лишь на общеизвестныю формулу силы трения.
А изготовить резину чтобы она достаточно заполняла трещины и обхватывала бугорки асфальта, но при том не очень быстро стиралась - бешеные бабосы, ага.
И вообще: для старта идеальное сочетание покрытия и колеса: колесо в виде шестерни, а покрытие - зубчатый рельс

Игорь, Дима в васиной теме писал про силу трения, но если смотреть менее глобально на пятно, как предложил я, то тут уже не трение, а зацеп, и физика совсем другая
Опять же, наверное стоило указать, что будем считать состав резины одинаковым. В таком случае более широкая покрышка будет иметь лучший зацеп


Игорь, для того, чтобы люди не ссылались на силу трения, или не только на неё, то нужно говорить не о площади соприкосновения. Потому как если сказать "площадь сопрокосновения", у большинства возникает картинка, что шип стоит на льду, а не воткнут в него.

Утверждение, что сила трения не зависит от ширины покрышки было бы верным, при условии, что у широкой и узкой шины одинаковый коэффициент трения. Тогда все верно. Но на деле широкая и узкая покрышки будут иметь разные коэффициенты трения (у широкой он больше), что и иллюстрирует первый пост

И повторюсь еще раз: сила воздействия шины на асфальт через образовавшийся нарост действует перпендикулярно стенке трещины на асфальте, поэтому тут говорить о трении не стоит

Ага! на заре паровозостроения были попытки делать зубчатые рельсы! Теперь это осталось в узкоспециальных путях, как правило в горах..
Рему надо такие колесики
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Зубчатых железных дорог довольно много на самом деле, в Швейцарии их очень много. Но да, этого ландшафт требует

Их количество, несомненно, возрастёт, но качество (глубина) уменьшится пропорционально, т.к. снизится удельное давление


Пример с шипами некорректен.


С какой радости? Коэффициент трения зависит только от трущихся поверхностей.

Что касается гипотезы, выдвинутой в певом посте: Фёдор, ты не учёл, что трение всез материалов происходит так же, как ты описал, ибо гладких материалов не существует. У всех поверхностей есть микро-неровности. И у брусочка, который мы в школе на опытах тащили по столу - тоже.
Упрежу закономерный вопрос: нахрена на мощные авто ставят широкие шины? Дело в том, что шина при качении греется. Чем шире шина, тем меньше нагрев (больший объем материала), следовательно, значительно легче удержать резиновую смесь в заданном диапазоне температур. Ведь всем известно, что скоростной индекс шины зависит в первую очередь от её способности сопротивляться нагреву.

Кроме того, повышенная температура шины способствует большему износу, перегретая шина раньше "поплывёт" и в повороте, и на торможении, вот здесь КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ СТАНЕТ МЕНЬШЕ, но не из-за уменьшения пятна, а из-за изменения свойств смеси.
Естественно, на кольце эти процессы проявляются намного острее. Там такой параметр, как износ, имеет огромное значение, чем шире шина, тем медленнее она изнашивается.

Вот и я говорю об этом. Начальное сцепление на холодной шине будет одинаковое, т.к. коэффикиент трения одинаковый. Увеличение площади пятна неминуемо влечет пропорциональное снижение удельного давления, сила трения остаётся той же. Все преимущества широкой шины проявляются только с ростом температуры, т.е. в движении.

Дима, ты согласен, что колесо можно представить в виде шестерни, а дорожное покрытие в виде зубчатого рельса?

не согласен... трение как раз и есть результат таких вот микрозацеплений, когда выпуклости одного тела подобно шестеренки цепляются за выпуклости другого тела. Чем больше таких шероховатостей и чем они больше - тем выше коэффициент трения



так это и есть составляющая силы трения. Каждая такая трещинка или выступ создают в паре соприкасающихся силу трения. Сумма этих сил и есть сила трения

у широкой шины пятно контакта больше - сцепные свойства лучше

Я, наверное, соглашусь с такой формулировкой,где речь идет о предмете в целом. Но при рассмотрении одного зубца шестеренки говорить именно о трении не совсем правильно, ведь сила воздействия направлена перпендикулярно поверхности взаимодействия. И каждый зубец шестеренки выдержит больший момент, если его расширить, т.е. увеличить площадь взаимодействия тем самым снизив действующее на зубец напряжение.
Вечером нарисую шестеренку, тут выложу Всем же нравятся мои художества?
И по поводу нагрева: чем больше площадь, тем лучше охлаждение, не поспоришь

ЗЫ: прочнисты пока так и не предоставили доказательство своих слов по рассчету коэффициента трения

Любые поверхности можно представить именно так. Или ты не согласен? Возьми микроскоп, рассмотри поверхность деревянного бруска.

Согласен на 100%

согласен. Я писал про разные коэффициенты трения именно про движение, в том числе с учетом температуры
Но холодной резина будет только когда машина стоит - там вообще побоку какая резина. Как только автомобиль поехал - резина начинает греться в пятне контакта - изменяется коэффициент трения. Поэтому у широкой и узкой шины он разный


для гражданского авто ширина тоже имеет значение. Там хоть и нет жесткого разгона и торможения (не так сильно греется резина) но там состав резины другой. На узкой резине зацеп будет хуже. Если посмотреть на поверхность покрышки - она вся в точечку. Такие выщерблены и появляются от контакта с асфальтом. Ведь в теории, при идеальных условиях школьной физики у узкой шины уменьшится кол-во зацепов (пятно контакта стало маленьким - меньше трущихся пар), зато увеличилась нагрузка, поэтому качество этих зацепов увеличилось, и в сумме сила трения будет та же. Но в реальй обстановке. Со вторым моментом можно поспорить. Гражданская резина мягкая, и при возрозшей нагрузке на шероховатость покрышки, она будет вырываться и коэффициент трения будет меньше (то есть широкая резина имеет больший предел и начинает разрушаться (износ резины) позже узкой, обеспечивая лучшее сцепление.

Школьная физика хороша, но при определенных условиях. А в реалии, эти условия будут постоянно меняться (если на авто одеть велосипедное колесо, то даже при очень спокойной езде разница будет очень заметна. Огромная нагрузка на маленькое пятно контакта будет не столько греть колесо, сколько его грызть)

был чуть-чуть некорректен в терминах.... но суть правильная

Вот как данный момент описывает физика:

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 (баланс на грани "автомобиль стоит но вот вот стронется). В этом состоянии работают следующие факторы:
а - вес авто
б - коэффициент трения
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 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 (самое 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).

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.

2 - Динамическое состояние. В этом состоянии работают следующие факторы:
а - вес авто
б - коэффициент трения скольжения
в - сила срезания - и тут она работает вовсю и неслабо зависит от площади контакта
г - твердости/устойчивости на разрыв самой резины

2-й случай без комментариев - площадь контакта имеет значение

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.

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 есть при деформируемых телах кроме коэффициента трения скольжения, есть еще множество факторов, которые влияют на сцепление колеса с дорогой, при этом зависят от пятна контакта

Вы уж определитесь, чью сторону заняли У меня печеньки есть


Я и предлагал чуть выше так рассматривать, но решил уточнить, согласен ты с таким сравнением или нет