앞바퀴와 뒷바퀴의 마찰력 방향 [닫힘]
앞바퀴 만 가속 할 때 (또는 뒷바퀴 만) 움직이는 자동차의 앞바퀴와 뒷바퀴에 마찰력의 방향이 반대 방향 인 이유는 무엇입니까? 자동차가 가속되면 앞바퀴가 표면에 가하는 정적 마찰의 방향이 뒤로 향합니다. 하지만 차 뒤쪽의 바퀴는 어떻습니까?
답변
미끄러지지 않고 동력을 받고있는 2 륜구동 자동차라고 가정하면, 한 쌍의 바퀴가 드라이브 트레인에 의해 회전되어 차를 추진합니다. 다른 한 쌍의 바퀴는 노면에 의해 회전되어 항력을 생성합니다. 그래서 당신은 반대 방향으로 밀고 당기는 정적 마찰이 있습니다.
마찰이 무엇을하는지 알아내는 가장 간단한 방법은 마찰을 끌 때 어떤 일이 발생하는지 확인하는 것입니다.
마찰이없는 도로에있는 자동차를 가정 해 보겠습니다. 마찰이 전혀없고 자동차가 정지 한 상태에서 가속기를 아래로 누르면 뒷바퀴가 시계 방향으로 회전합니다. 마찰이없는 표면에서 회전하고 앞바퀴는 아무 일도하지 않으며 차는 아무데도 가지 않습니다.
뒷바퀴의 마찰은 회전에 반대하므로 차량이 가고자하는 방향을 가리켜 야합니다. 뒷바퀴가 미끄러지지 않고 구르려면 마찰이 정적이어야합니다.
뒷바퀴에 대해서만 마찰을 켜면 앞바퀴가 회전하지 않고 도로를 따라 끌면서 앞으로 가속합니다. 마찰은이 동작에 반대하므로 차가가는 방향과 반대 방향을 가리켜 야합니다. 다시 말하지만, 타이어가 도로에서 굴러 갈 때 정적 마찰이어야합니다.
마찰은 앞 타이어와 뒷 타이어에서 반대 방향으로 발생합니다. 이는 뒷바퀴에서 출력되는 토크가 차량이 움직이려면 특정 최소값보다 커야 함을 의미합니다.
움직이는 자동차의 앞바퀴와 뒷바퀴에 마찰력의 방향이 왜 반대 방향 입니까?
문제 없어.
자동차의 가속 방향을 $\hat a$ 그리고 이것은 자동차의 속도와 같은 방향 (속도 증가의 크기) 또는 자동차의 속도의 반대 방향 (속도 감소의 크기) 일 수 있습니다.
주행 휠 또는 제동 휠의지면에 닿는 타이어 바닥의 마찰력은 자동차의 가속 방향, 즉 방향입니다. $\hat a$, 다른 모든 타이어는 자동차 가속 방향, 즉 방향과 반대되는 마찰력을가집니다. $-\hat a$.
변형은 가속 페달과 브레이크 페달을 동시에 눌렀을 때 또는 운전자가 흡연 타이어를 생산하려고 할 때 수행되는 가속이 0 일 때 발생하는 변형입니다.
앞뒤 브레이크가 독립적으로 제어되고 오토바이와 라이더의 질량 중심을 비교적 쉽게 변경할 수 있기 때문에 오토바이에서 가장 쉽게 수행 할 수 있습니다.
자동차의 가속도가 0이고 마찰력이 0이면 자동차의 크기는 동일하지만 자동차의 가속을 방지하려는 마찰력의 방향은 반대입니다.
앞바퀴와 뒷바퀴에서 마찰의 방향이 반대 인 이유를 이해하려면 자동차의 엔진이 앞바퀴가 아닌 뒷바퀴에만 토크 (회전 효과)를 제공한다는 사실을 고려해야합니다. 지금,
1-> 엔진이 뒷바퀴에 토크를가하도록 자동차의 가속기를 누르자. 참고-토크는 바디 만 회전 할 수 있으며 병진 동작을 생성 할 수 없습니다. 따라서지면에 마찰이 없으면 (이 경우 마찰이 수평으로 작용할 수있는 유일한 힘입니다. 마찰이 없기 때문에 수평 방향으로는 힘이없고 따라서 수평 방향으로는 움직임이 없습니다), 뒷바퀴는 그 주위로 회전합니다. axel이고 앞으로 나아 가지 않을 것입니다. 이 경우 바퀴가 미끄러집니다.
2-> 동시에 앞바퀴를 살펴보십시오. 토크가없고 (엔진이 뒷바퀴에만 토크를 가하기 때문에) 마찰이 없기 때문에 순 수평력도 없습니다 (마찰은 수평으로 작용할 수있는 유일한 힘이기 때문입니다). 따라서 앞바퀴는 정지되어 있고 회전도, 병진도 없습니다.
3-> 자, 다시 가속기를 눌렀지만 이제 약간의 마찰이 있습니다. 똑같은 일이 일어나면 엔진이 뒷바퀴에 토크를 가하면 바퀴가 시계 방향으로 회전하고지면에서 미끄러집니다. Friction은 항상 상대적인 미끄러짐을 반대하므로 시계 방향 회전을 방지하고 오른쪽으로 향하여 시계 반대 방향으로 토크를 제공합니다. 이 경우 마찰은 전진 방향으로 작용하여 차를 전진시킵니다.
4-> 동시에 앞바퀴를 보면 무슨 일이 일어나고 있는지. 바퀴의 축이 자동차와 함께 움직여서 앞바퀴를 중앙으로 밀고, 축에 의한이 힘이 바퀴의 중앙에서 작용하여 토크를 제공하지만 바퀴가 앞으로 움직이게합니다 . (참고-지금까지는 토크가 없으므로 바퀴가 "회전하지 않고"앞으로 전진합니다.) 이로 인해 바퀴가 미끄러집니다. 다시 마찰이 작용하여 상대적인 미끄러짐을 방지합니다. 바퀴가 앞으로 나아가면서 시계 방향으로 회전하는 경우에만 미끄러지지 않습니다. 따라서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 마찰은 시계 방향으로 토크를주기 위해 뒤로 작용합니다.
도움이 되었기를 바랍니다. 보다 명확한 지식은 다음 게시물을 참조하십시오. 회전하는 물체가 표면이 가속 될 때 마찰이 발생하는 이유는 무엇입니까? 롤링 휠에 작용하는 마찰력의 방향은 무엇입니까?