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プレーキを踏んだときタイヤにかかる摩擦力の種類は「すべり摩擦」「転がり摩擦」?

hagiwara_mの回答

回答No.3

No.2のコメントをした者です。意外に書き込みが少ないようなので、少しだけ付け加えます。 「静止摩擦」と「運動摩擦」は、摩擦界面のすべりの有無による分類です。このうち、静止摩擦の方は、界面にずれが起きず一体となった部分に起きるので、一種の応力と見なせるものです。この静止摩擦力を、自動車を制動する一原因のように思うのには無理があります。タイヤと路面間が静止摩擦の状態にある場合には、両者間にすべりが起きないので、地面に対する自動車の相対速度がそのままブレーキディスクとパッド間の相対速度に対応し、この時、ブレーキ部分の摩擦力がそのまま自動車の制動力として効果を発揮するということです。 一方、「転がり摩擦」というのは、すべり方向とは独立に、(タイヤなどの)回転運動に対して働くものです。極端な例として、歯車を考えてみるといいでしょう。すべりは全く起こさず、それでいて、回転に対しては非常に小さな摩擦効果しかない機構になっていますね。 「摩擦力の種類を答えよ」というのは曖昧すぎて答えずらいですが、次のようなことを考えると興味深いです。 路面-タイヤ間の摩擦力は自動車の重量で制限されてしまいます。これに対して、ブレーキ部分の摩擦力はいくらでも大きくできます。両者の効果を考えて、ブレーキを次第に強く利かせていったとき、自動車(の進行方向)に作用する力がどのように変化するか、単純化したモデルを使って調べてみることはできそうです。

takayuky
質問者

お礼

hagiwara_mさん: おっしゃるとおりで、自動車の制動時に働く摩擦を (1)「タイヤ-路面」間の摩擦 (2)「ディスク-パッド」間の摩擦 (3)「タイヤの回転軸」に働く摩擦 3つに区別して考えたほうがよいみたいですね。 ブレーキがかかり始めた直後では、 (1)は「滑り摩擦の静止摩擦」 (2)は「滑り摩擦の動摩擦」 (3)は「ころがり摩擦の動摩擦(?)」 とかになるのでしょうか? このような質問にお答えいただきまして どうもありがとうございました。

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