Anonim
Image Teste de pneus “Driving” - meça a distância de travagem a quente e a frio Esta é uma disputa de longa data entre praticantes e teóricos. Este último, como argumento concreto reforçado, cita a dependência que foi estabelecida em 1779 pelo francês Charles Augustin de Coulomb. É familiar a muitos como uma fórmula simples do curso escolar de física: F = µN, onde F é a força de atrito restante, µ é o coeficiente de atrito restante, e N é a força da reação normal do suporte, no nosso caso, a força da roda é pressionada contra a estrada. De acordo com esta fórmula, a força máxima de atrito em repouso depende da força de pressão e dos materiais das superfícies de contato. Não há ponto de contato nesta fórmula e, portanto, o piso do pneu! Acontece, colocar qualquer pneu - largo ou estreito - e a distância de frenagem não vai mudar?

Não se precipite em conclusões. A dependência deduzida pelo Coulomb diz respeito apenas à força de atrito restante, que atua entre dois corpos em contato e impede a ocorrência de movimento relativo, isto é, só é válida sob a condição de que as rodas do carro estejam imóveis (não há rolagem).

Image Qual é a força de atrito restante?

Imagine um carro parado no asfalto plano. O motorista aperta o pedal do freio com toda a força. O carro é preso ao trator através de um dinamômetro que mede a tração. O trator começa a se mover e o dinamômetro registra o valor da força, que será máxima no momento em que o carro com as rodas do freio começa a se mover. Se você realizar tais medições, instalando alternadamente conjuntos de pneus com bandas de larguras diferentes, mas a partir do mesmo composto de borracha, os valores de força máxima serão semelhantes. Neste caso, a lei de Coulomb funciona perfeitamente - as discrepâncias nos valores obtidos serão mínimas, dentro dos limites do erro de medição.

Mas assim que o carro começa a se mover, a dependência estabelecida por Coulomb perde relevância, porque em vez da força de atrito restante que impede que o carro freiado se mova, outras forças de atrito entrarão em ação. Isso significa que outras forças agirão em um carro que desacelera (diminui a velocidade).

Nós travamos de acordo com outras leis Materiais Relacionados Image Pneus por tamanho: por que pagar mais por um perfil baixo? Como você sabe, um corpo em movimento (por exemplo, um carro) tem energia cinética igual a mv² / 2 (onde m é sua massa e v é velocidade). Para parar o corpo, você precisa se livrar dessa energia. A essência do processo de frenagem "clássico" (sem recuperação) é converter a energia cinética do carro em calor com a subsequente dissipação de calor no ambiente. Quanto mais intenso o calor for liberado e dissipado, menor a distância de parada.

A frenagem (leia-se: conversão de energia) ocorre devido ao atrito das pastilhas de freio na superfície do disco de freio (tambor), ao atrito interno da banda de rodagem (principalmente quando se deforma no patch de contato), bem como ao atrito do piso no asfalto mesmo com ligeiro deslizamento.

O desempenho máximo de frenagem é alcançado quando o deslizamento da roda é de aproximadamente 15% (o chamado deslizamento de trabalho). Nos pneus de verão, este efeito ocorre devido à combinação de atrito interno de borracha durante a deformação do piso, cisalhamento de pequenas frações na superfície da estrada, bem como absorção de energia pela suspensão - e é usado na operação do ABS, o que permite um leve deslizamento do pneu em relação à estrada. Assim, a frenagem ocorre no estágio de transição do atrito de deslizamento. É necessário ir muito além dos limites da física elementar para descrever uma interação tão complexa de vários tipos de atrito. Além disso, o rolamento presente neste processo faz sua contribuição removendo continuamente a seção de piso aquecida “gasta” do ponto de contato e entregando uma nova e mais fria a ela.

O atrito inevitavelmente leva ao aquecimento da superfície do piso, e uma mudança na temperatura afeta significativamente as propriedades de adesão da borracha. O sobreaquecimento do piso conduz a uma diminuição da sua resistência e subsequente microfratura (fusão) da superfície, enfraquecendo ainda mais o "aperto". Um exemplo típico é a frenagem em carros sem ABS com trava integral, fumaça e um odor característico, deixando traços negros de borracha queimada no asfalto.

Pneus mais largos - maior atrito

O que temos na prática? Quanto mais largo o piso do pneu, maior a área do ponto de contato com a estrada e, portanto, a superfície de atrito é maior. Consequentemente, mais energia cinética será convertida em calor. Além disso, a dissipação de energia térmica se tornará mais intensa e o risco de superaquecimento diminuirá. Tudo isso junto proporciona uma frenagem mais eficaz.

Sub-resfriamento do pneu também afeta negativamente sua aderência. Isto é especialmente evidente nos resultados de piora da frenagem “fria” no asfalto molhado a +6 ° C (ZR, No. 3 e No. 4, 2018). A borracha não tem a capacidade de aquecer até a temperatura de operação e, portanto, permanece insuficientemente elástica e agrava-se pior a microroughnesses no asfalto. Nessa situação, a capacidade de os pneus largos esfriarem melhor, pelo contrário, afeta adversamente o desempenho - no tempo frio, a aderência deles deteriora-se mais visivelmente que nos estreitos.

Mais uma vez sobre o coeficiente de atrito Materiais Relacionados Image Teste de pastilhas de freio para Solaris e Rio: linha quente Muitas vezes, o coeficiente de atrito é percebido como uma constante que determina o desempenho de frenagem. Na prática, esse valor é determinado experimentalmente. Seu significado físico é a razão entre a força de atrito e a força de uma reação normal (esta é a força que pressiona a roda para a estrada). A força de atrito depende das características das superfícies de atrito. Por um lado, esta é a condição e a qualidade do asfalto, por outro lado, a composição e as características do composto de borracha do pneu, a área do ponto de contato e a distribuição das forças de pressão nele. Além disso, a temperatura do revestimento e do ar, umidade e muitos outros fatores afetam a força de atrito.

Vale ressaltar que a aderência de qualquer pneu muda durante a frenagem. No período inicial, eles melhoram um pouco à medida que a borracha se aquece até a temperatura mais efetiva (de trabalho) e, em seguida - se a mistura de borracha não tiver tempo para liberar calor e superaquecer, ela poderá se deteriorar.

Como calcular o coeficiente de atrito? Pela fórmula k = v² / 2gs (onde v é a velocidade na qual a frenagem começa, g é a aceleração da gravidade, s é a distância de parada). O valor da distância de parada para cada pneu é obtido experimentalmente - medimos ao frear no asfalto. Diferentes pneus proporcionam diferentes distâncias de frenagem - portanto, em termos de suas propriedades de acoplamento, diferem entre si. Além disso, quanto mais largo o piso, melhor é o aperto (obviamente, se o composto de borracha não for super-resfriado). Nossos resultados de testes de pneus provam isso. E, como você já entendeu, eles não contradizem as leis da física.

  • Todas as perguntas sobre pneus são respondidas em nosso portal dedicado. Aqui você pode ver os testes, estudar as ofertas de vendedores e deixar um pedido de compra.
  • Os pneus comprados são melhor armazenados em casos especiais.