經過測試,驚訝地發現,從原裝剎車器和卡鉗升級加大並不會縮短汽車的剎車距離。 直覺告訴我們,如果我們增加剎車器和卡鉗的表面面積,就會增加摩擦力,這應該會增強剎車能力並使汽車更快停下來。但現實就是,更大的剎車器不會縮短剎車距離,只有更寬的輪胎才會改善汽車的轉彎和剎停能力。
首先,我們先理解物理學中的摩擦力公式:F = μN
摩擦力 F (Friction)等於摩擦係數 μ, 乘以正向力N。
摩擦力越大,物體移動時需要克服的摩擦力就越大,即是移動物體就越困難。
物體移動困難的原因包括,材料的性質和表面粗糙度,以摩擦係數 μ表示。 例如,砂紙的摩擦係數比玻璃高得多;物品的重量和受力,物理學中相當於正向力,即是發生在物體上並將其向下壓的力量。
輪胎的特性以及寬度都以不同的方式與路面產生有分別的摩擦力。更寬、更柔軟的橡膠輪胎能夠更快地滾動,因為它能夠快速變形以適應路面,表現更大摩擦力。 更寬、更柔軟的輪胎在剎車時也會對道路產生更積極的影響。 輪胎與路面接觸的越多,抓地力就越大。
當剎車時,輪胎緊隨試圖減速。汽車動力雖繼續前進,但更寬的輪胎將更強烈地抵抗向前運動,因此會更快地剎停汽車。
至於所有的高檔跑車都有巨大的剎車器的原因其實是為了散熱,或者更準確地說是防止剎車器過熱。如果您更仔細地觀察剎車系統,您會發現與熱管理有關。 例如,汽車的剎車器被塞入車輪和車身內部,這意味著它們接收的氣流遠少於直接位於車身外和氣流中的剎車器,以抑制熱氣流的進入。
如果剎車器過熱,表面會形成一層薄薄的氣體,稱為製動衰減,這會導致摩擦和剎車性能降低。故此,裝上剎車器會幫助汽車精準回饋司機剎車的行動,但不會縮短剎車距離和時間,更大的剎車器作用是將積存熱力分散,防止熱力積聚,維持剎車器基本性能。
參考資料
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