הגדלת כח החיכוך

[רפי 33]

היי
האם הוצאת אויר מהצמיגים, בשטח בו אין אפשרות "שקיעה" (דוגמת קרקע קשה ובוץ חלקלק), מגדילה את מקדם החכוך היות ולפחות בחלקו הופך חיכוך הגלילה לחיכוך גרירה ?
(שהרי לפי חוקי הפיזיקה אין בהגדלת שטח המגע כדי לשנות את מקדם החיכוך, באותו סוג חיכוך).

[איציק - 4X6ZH]

כן :confused:

ולא :evil:

[חנן-ג'יפולוג]

לא יודע מה זה חיכוך גרירה או חיכוך גלילה ( אני כן מכיר "התנגדות לגלגול" ו"חיכוך דינמי" ו"חיכוך סטטי" ) אבל התשובה החד משמעית לשאלתך היא שהאחיזה בהחלט משתפרת בד"כ. ראה דוגמא כאן (http://www.jeepolog.com/310.html):

מקדם החיכוך לא נראה לי שונה, אבל לדעתי יש כאן עניין אחר שמערב את מספר השיניים שנעוצות בקרקע ברגע נתון.



(שהרי לפי חוקי הפיזיקה אין בהגדלת שטח המגע כדי לשנות את מקדם החיכוך, באותו סוג חיכוך).


זה כשמדובר בחיכוך פשוט בין שני חומרים מוצקים וישרים.

צמיג מתנהג שונה מאשר בחוק המדובר כי הוא "מוצק למחצה" , והוא שולח "זרועות" קטנות לתוך "חורים" במשטח שמתחתיו, ואז הכוח הופך כבר לכוח נורמלי בחלקו ולא לכוח חיכוך סטנדרטי.

חשוב על שני לוחות עץ שמחוברים ביניהם על ידי מסמר אחד. מה יהיה הכוח שצריך כדי להחליק אותם אחד על השני? ועם שני מסמרים? ועשרים? האם עדיין מעניין אותנו מקדם החיכוך בין שני עצים או שעכשיו מעניין אותנו בעיקר החוזק של העץ ושל המסמרים? אם החוזק שלהם יהיה אינסופי, אז הכוח שתצטרך כדי להחליק לוח אחד על פני השני יהיה אינסופי גם הוא, גם אם הלוחות והמסמרים היו בעלי מקדם חיכוך אפס.

[רפי 33]

היי
חיכוך גרירה - כאשר מדברים על משטח וגוף הנגרר על פניו. דוגמת לבנה על כביש.
חיכוך גלילה- כאשר מדברים על משטח וגוף עגול, מעוגל המתגלגל עליו. דוגמת צמיג או גליל על
כביש.
ברור שכאשר מדברים על חומרים זהים מקדם חיכוך הגרירה יהיה גדול יותר מזה של הגלילה.
זה שברוב, אם לא בכל, המצבים הוצאת אויר מגדילה את האחיזה - ברור לי.
השאלה- למה ?
דוגמת "המסמרים" שלך לא מובנת לי. שהרי הוצאת אויר ודאי שלא מגבירה את הכח האנכי בכללותו.
(על כל נק' יש פחות כח/משקל (אנכי), הלחץ (כח/משקל לסמ"ר) קטן).
אינטואיטיבית נראה לי כי הוצאת האויר גורמת לכך שיש מעבר, אם כי חלקי, לחיכוך גרירה מחיכוך
גלילה. (שאף הוא, מלכתחילה, אינו גלילה מושלמת).
ובכונה נתתי את דוגמת הבוץ החלקלק. שם אין חולק שהוצאת אויר משפרת משמעותית את האחיזה,
כלומר מגבירה את החיכוך.

[אלון_ק]

רפי, קצת סבלנות ויכנס לכאן מישהו שיסביר מה זה תאחיזה (לא שגיאת כתיב).

"חיכוך גרירה", כהגדרתך, הוא חיכוך קינטי - יש תנועה יחסית בין שני הגופים.
"חיכוך גלילה", כהגדרתך, הוא חיכוך סטטי - אין תנועה יחסית בין שני הגופים. אני יודע, גלגל זה דוגמא מבלבלת לזה. תחשוב קודם על נקודה נתונה בזחל של טנק, האם היא זזה ביחס לרצפה כשהטנק נע וכשהיא למטה. אותו דבר קורה בצמיג, רק יש לנקודה פחות זמן על הרצפה.


בכל מקרה, סבלנות.

[אלון_ק]

אינטואיטיבית נראה לי כי הוצאת האויר גורמת לכך שיש מעבר, אם כי חלקי, לחיכוך גרירה מחיכוך
גלילה. (שאף הוא, מלכתחילה, אינו גלילה מושלמת).
דבר קטן אחד נוסף: חיכוך קינטי (או ליתר דיוק, מקדם החיכוך הקינטי) תמיד נמוך יותר מחיכוך סטטי עבור אותו חומר (להוציא אולי חומר לא מוכר לי). לכן אם התיאוריה שלך היתה נכונה, ההפך היה קורה...

[רפי 33]

אלון,
נסיתי ככל יכולתי להיות ברור ומדויק בהגדרותי.
זה שאתה נותן להם שמות שונים ודאי שלא משנה את "תכונתם".
שהרי ברור שלגרור לבנה על כביש מצריך כח רב יותר מאשר לגלגלה, בהנחה שהיא בצורת גליל.
גרירה - כאשר היא "עומדת" על המשטח הישר שלה.
גלילה - כאשר מגלגלים אותה.
ברור שלתחילת התנועה דרוש כח חיכוך רב יותר מאשר להמשכה.
זה נכון לגבי שני הסוגים.
למען הסר כל ספק: משיכת רכב כאשר כל גלגליו נעולים (לחיצה על דוושת הברקס) = חיכוך גרירה.
משיכת רכב כאשר כל גלגליו (עיגול מושלם, כהנחה) חופשיים להתגלגל = חיכוך גלילה.

נראה לי שתסכים אתי כי הגרירה דורשת יותר כח מהגלילה.

[talw]

אפשר ליטחון שאלות כאלה עד אין סוף.
אים שאלתך למה הורדת אויר עוזרת להיתקדמות בבוץ קל ,בלי קשר לחיכוך זה או אחר הצמיג מתאים את עצמו לפני השטח,שטח המגע עם החומר גדל -גורם לחיכוך גדול יותר עם החומר ובזה מייצר יותר כח דחיפה קדימה.
זה נכון גם לגבי חול ,בתוספת יצירת שיפועי צד של הצמיגים שעוזרים לצמיגים "לשבת" על החול ולא ליטבוע .
כל תוספות החיכוך האלה ולא ניכנס עכשיו לחתכי צמיגים ,קוביות ואלסטיות של הגומי מכפילים את עצמם בחומר קשיח בעל חיכוך גדול (אספלט).
ששם ככל ששטח המגע והאלסטיות של הגומי עם החומר קטנים יותר, החיכוך קטן יותר כי פה לא צריך אותו מהצמיג כי הוא קיים כבר באספלט .
בקיצור הורדת אויר מגדילה שטח פנים מגדילה חיכוך -טובה לחומר בעל חיכוך נמוך.
לחץ אויר גבוה מוריד שטח פנים ועיוות של הצמיג במגע עם החומר- טוב לחומר בעל חיכוך גבוה.

סתם הייתי חייב לכתוב משהו

[חנן-ג'יפולוג]

שטח המגע עם החומר גדל -גורם לחיכוך גדול יותר עם החומר ובזה מייצר יותר כח דחיפה קדימה.


אתה כנראה לא מכיר את נוסחת החיכוך: F=UN (בעצם, לא "יו" אלא "מיו" רק שאין לי במקלדת את האות מיו) ולכן התבטאת על הנושא הכבד הזה בקלות כזו. אין בנוסחא התייחסות לשטח המגע, וזה מה שתמיד מבלבל את מי שמנסה להתחיל ולהבין מה קורה עם צמיגים, שלכאורה, מהיכרות מהשטח, מתנהגים שונה.

[talw]

F=חיכוך
U=?
N=?
תוכל להוסיף

[gooja]

רפי, חיכית בנימוס אז הגעתי.
הנוסחה שחנן מדבר עליה, נכונה לחיכוך סטטי או דינאמי, לא לחיכוך גלגול (סליחה, חנן).

גלגל עגול, הנע על משטח תחת עומס (אם אין עומס, הגלגל לא יסתובב) גורם ל"מעיכה" הדדית של הגלגל ושל המשטח. מעיכה זו יוצרת איזור מגע כך שבחלק הקדמי של הלחיצה נוצר כח המתנגד לכיוון התנועה, ובחלק האחורי כח בכיוון התנועה.
הכח המתנגד לתנועה גדול יותר מהכח בכיוון התנועה. כך נוצרת ההתנגדות לגלגול.בתנועה, איזור הלחץ שלפני הגלגל גדל בעוד שהאיזור בחלקו האחורי קטן.

הורדת לחץ אויר, גם מגדילה את איזור המגע (יותר מעיכה) וגם מפחיתה את הקפיציות של הצמיג, ולכן נוצר הפרש גדול יותר בין הכוחות המנוגדים. מה שאתה, רפי, קורא לו "יותר אחיזה", כי הגלגל "אוחז בקרקע" ונמעך עליה יותר בקלות. פחות איזור מגע=יותר סיכוי להחלקה.


(ידעתי את זה, אבל וידאתי באינטרנט לפני שכתבתי, כדי להיות בטוח שאני לא כותב שטויות).

[talw]

זה לא מה שאמרתי?

[חנן-ג'יפולוג]

אפי, "סליחה" , למה? לא כתבתי משהו אחר.


נושא ההתנגדות לגלגול רלוונטי קצת לנושא הזה, אבל זה לא העניין העיקרי. אנחנו מדברים כאן בעיקר על החיכוך החיובי, זה שבלעדיו הרכב לא ייסע קדימה, או על הגורמים שמאפשרים משיכה קדימה, ולא על ההתנגדות לגלגול שזה משהו שפועל נגדנו.

טל, F זה כוח החיכוך שמושך את הרכב קדימה, N זה הכוח הנורמלי, הכוח שפועל בין הגלגל לקרקע, וU זה מקדם החיכוך בין מוצקים.

רפי, השתמשתי אולי במינוח שמבלבל כאן בגלל הכוח הנורמלי שנמצא בנוסחא האמורה, אז אני אתקן את דבריי: כשאני דיברתי על הכוח הנורמלי, התכוונתי לכוח שהוא ב90 מעלות לכוח הנורמלי מהנוסחה. הוא בכיוון קדימה-אחורה. נניח שהשן של הצמיג יושבת בתוך חור בקרקע שמותאם לה. עכשיו בנוסף לחיכוך המדובר והנדוש מתפתח כוח נוסף בין החלק האחורי של השן ובין החלק של החור בקרקע שיושב מול השן. במידה והשן לא תיקרע ותתעוות, ובמידה והחור התואם בקרקע הוא מספיק יציב, תקבל שצריך כוח אינסופי כדי לפרק את האחיזה ביניהם, והרכב יתקדם רק על סמך השן הזו, אפילו אם מקדמי החיכוך הפועלים הם בערך של אפס.

ומה עושה לעניין הזה הוצאת האוויר? מגדילה את כמות ה"מסמרים" (שיני צמיג) שמחופרת בקרקע בכל רגע נתון. יותר שיניים זה פחות כוח שמופעל על כל שן, ופחות סיכוי שהיא תתעוות/תקרע ופחות סיכוי שה"חור" שיושב מולה בקרקע, יתפרק.

[חנן-ג'יפולוג]

הוספתי תמונה כדי להבהיר על מה אני מדבר:

שימו לב שהכוח שמתפתח בין השן ל"חור" בקרקע, שמסומן בחיצים סגולים, בכלל לא קשור לחיכוך, (ולכן הנוסחא המדוברת לא קשורה לכוח שאני מדבר עליו) , אלא סתם בכוח נורמלי שמתפתח בין גופים, כוח של פעולה ותגובה.

[talw]

O.K חנן אני מבין מה שאתה אומר
דעתי היא זה לא כמות השיניים כמו איכות המגע שלהם עם החומר והתאמת הצמיג/שיניים
לקרקע כשמורידים אויר!!!
התאמה זו גורמת לחיכוך מירבי בין שני החומרים.
ונשים בצד את סגירת ופתיחת המירווחים בין השיניים בזמן הסיבוב במגע עם הבוץ ופינוי יעיל יותר של הבוץ מהרווחים.

[talw]

נגדיר את זה לפי הנוסחא

לחץ האויר משפיע ישירות על מקדם החיכוח ולא חשוב כרגע מאיזה גומי הוא עשוי

[רפי 33]

חנן,
למה לסבך.
קח צמיג חלק לחלוטין. ללא כל חריצים ושניים. נסה להתחיל נסיעה ע"ג בוץ חלקלק, בדרך מפולסת, ולא תצליח.
הוצאת אויר עשויה לגרום להתחלת התנועה. (כמו גם הוספת משקל לרכב, אך זה כבר ענין אחר).
נשאלת השאלה - למה ?
מה השתנה? "החומרים" (הנוגעים זה בזה) נשארו אותם "חומרים", סה"כ המשקל על כל צמיג
לא השתנה (אם נזניח את משקל האויר שהוצאנו :-P).
ואם אקצין ממש - החלפת הצמיג ב"זחל" העטוף באותו סוג גומי. מקדם החיכוך אינו גדל ?
הנסיון ודאי מראה שכן.
למה?

[רפי 33]

אפי,
לא הצלחתי לרדת לעומק דבריך.

[חנן-ג'יפולוג]

טל, חדל בבקשה. אתה כותב דברים שגויים בהחלטיות מטעה, ומסיט את הדיון לתיקונים מולך במקום שימשיך מסודר.

[חנן-ג'יפולוג]

למה לסבך? יש לי נטייה לדבר על דברים שאני יודע בצורה מספיק וודאית, או שהתנסיתי בהם, וכשעניתי לך בצורה חד משמעית, עשיתי את זה לאחר שניסיתי את העניין מספר פעמים, ובכל הפעמים זה היה עם צמיג קוביות. לא ניסיתי את זה עם צמיג חלק ולכן אני לא יכול לדון בו.


הוצאת אויר עשויה לגרום להתחלת התנועה. (כמו גם הוספת משקל לרכב, אך זה כבר ענין אחר).
נשאלת השאלה - למה ?




אתה משער השערה, ואח"כ מתייחס אליה כעובדה שעל בסיסה אתה שואל "למה"? לא מסתדרת לי הלוגיקה של שני המשפטים המצוטטים.
אם אתה אומר שניסית את זה עם צמיג חלק, וכנ"ל ניסית את העניין עם הזחל שמצפה צמיג, שניהם חלקים, אז אפשר להתייחס לזה כאל עובדה ולהמשיך לשאלה, "למה? אבל אם זו השערה, אז אי אפשר לקבל אותה כעובדה שמשמשת בסיס להמשך דיון.


הנסיון ודאי מראה שכן.
אשכרה, ניסית את זה? :shock: איפה מצאת צמיג חלק או זחל חלק?

[OFF-RoaD]

ברמה העקרונית, אם ניקח את כל מדרס הצמיג הנוגע בקרקע ברגע מסוים כגוף אחד היוצר חיכוך מסוים, נגלה שעם לחץ אויר כזה או אחר ה"משקל" או הכוח הפועל על הצמיג על ציר הY, לא משתנה, מכייון שמשקל הרכב לא משתנה.
מכיוון שבאופן מעשי הסכמנו שהורדת לחץ האויר מגדילה את כוח החיכוך, והמשתנה היחידי שנותר בנוסחא הוא מקדם החיכוך, המתמטיקה אומרת שהוא חייב לגדול.

מכיון שהחומרים בהם תלוי מקדם החיכוך לא משתנים, אז גם מקדם החיכוך לא יכול להשתנות.

מה שכן משתנה לדעתי, הוא סך החיכוך הכללי של הגלגל.הרי נתון לנו כוח מסוים אותו ניתן להפעיל על שן הצמיג לפני שתתנתק מהקרקע ו"תדחוף" את הרכב קדימה, ואם נחשב את סך הכח הזה שניתן להפעיל על גלגל במצב בו נוגעות בקרקע 10 שיניים, ובמצב בו נוגעות בקרקע 20 שיניים, נקבל תוצאה כפולה, ולכן מה שההיגיון הקטן שלי אומר שקורה הוא שפשוט ניתן להעביר יותר כוח לקרקע לפני שמאבדים אחיזה ולכן התנועה.

*הודעה זו נכתבה בשעה מאוחרת, אחרי יום נוראי, וכהעברת זמן שלא אבכה על חברה שנשפכה. מצטער מראש על שגיאות וניסוח לקוי*

[רפי 33]

חנן,
ראשית, קבל את "דברי" תמיד לצד החיובי של הדיון. אם הייתי מטיל ספק בידיעותיך או נמוקיך
חזקה עלי שהייתי מצין זאת מפורשות.
נסתי עם "צמיג כביש" בפורסטר שלא זז בבוץ חלקלק. הוצאת אויר לסביבות 10PSI גרמה הן לתזוזה והן לשליטה בהגה, דבר המצריך, כידוע, תוספת חיכוך, לעומת נסיעה ישרה.
עם זחל ודאי שלא נסיתי. אך הדעת אומרת (ענין תאורטי, אמנם, אך הגיוני) שזחל עם שטח מגע
כפול, נגיד, משל צמיג, יעבור (כלומר- אחיזה טובה יותר) במקום שהצמיג יכשל.

[חנן-ג'יפולוג]

לא חשבתי שאתה מנסה לפקפק בי (למרות שזה לגיטימי לחלוטין, לצערי ;) ) אלא הסברתי שאני מדבר על שיניים כי זה מה שאני מכיר, וכי זו הסיבה שאני חושב שיש הבדל בין צמיג בלחץ אוויר גבוה או נמוך.

אפשר להשליך את הכוח "החדש" שמגיע מהשיניים, מה שאני מדבר עליו, גם לשיניים קטנות יחסית כמו בצמיג כביש. כל שן תוכל לקחת פחות כוח, ולהחזיק "חור" יותר קטן בקרקע, אבל הרעיון נשאר זהה. אתה עדיין לא מדבר על צמיג חלק כדוגמת צמיג "סליקס" של מכוניות מרוץ, שבו אין שיניים בכלל.

מה יקרה אם נעשה ניסוי עם צמיג חלק לגמרי? את האמת, אין לי מושג. אין לי דעה. יתרה מזו, כשבאתי לכתוב את הכתבה שהבאתי את הקישור לה קודם, הלכתי לעשות ניסויים מסודרים ומדויקים (עד כמה שיכולותי מגיעות) כי לא הייתי בטוח בזה במאה אחוזים, אחוזים שאני מחייב את עצמי להגיע אליהם לפני כתיבת כתבה כאן.

אגב, אני חייב לציין שאת רעיון ה"מוצק למחצה" והזרועות שנדחפות מהגומי לתוך חורים בקרקע קיבלתי מפרופסור לפיזיקה, מרצה באחד הקורסים שלי, שהתייעצתי איתו על הנושא הזה. לא הבנתי איך הנוסחה הפשוטה של החיכוך מסתדרת עם המציאות בשטח. המסקנה היא שאסור לאנוס את כוח המשיכה שאפשר לקבל מהגלגל רק לנוסחא המדוברת, אלא נכנס כאן כוח נוסף, שהוא לא כוח שמבוסס על חיכוך.

[רפי 33]

חנן,
לי דוקא כן נראה שמדובר כאן בכח החיכוך הגדל עם הוצאת האויר. ללא קשר עם סוג הצמיג.
אגב, בבוץ חלקלק (ללא שקיעה), להערכתי, "צמיג כביש" עדיף על צמיג שטח.
מה דעתך לבדוק זאת עם הפרופסור לפיזיקה.
לי היה פעם פרופסור לפיזיקה (פרופסור ג. יקותיאלי - ממכון וויצמן) שידע לענות על כל שאלה שעלתה במוחי הקודח, תוך הסבר משכנע. מאז שהוא "עליו השלום" לא מצאתי (וכנראה גם לא אמצא) אדם ברמתו.

[חנן-ג'יפולוג]

הקורס הזה נערך לפני כ13 שנים. לצערי, אין לי כל קשר איתו מאז. פרופסור ואדם מדהים. יצור נדיר באונ' .

אבל יש את נמרוד ואסף, שיכולים, להערכתי, לתרום כאן די הרבה.

אגב, בשביל לבדוק את נושא הצמיג חלק/משונן בבוץ רדוד לא צריך פרופסור. אצלי יש צמיגים משוננים, ואני מזמין את כל מי שחושב שצמיג חלק יעבוד טוב יותר מצמיגים משוננים להיפגש לבדיקה באיזור נחל שילה לאחר גשם קל. יש שם את העלייה שמצולמת בכתבה והיא יכולה לשמש פילטר מצוין להוכחה עם תוצאת עובר/לא עובר מוגדרת חד-משמעית.

[asafk]

בקצרה...

מי שקרא את המאמר הזה (http://www.jeepolog.com/19.html) , מבין שבכביש, המנגנון בו הצמיג מעביר כוח לקרקע (ולהיפך, כמובן) הוא מנגנון של חיכוך. תאחיזה (TRACTION, או Tractive force, תלוי אם אתם באמריקה או באירופה) מוגדרת ככוח שהוא= משקל על הגלגל (כוח נורמלי) כפול מקדם החיכוך. זה הכוח המקסימלי שהצמיג יכול להעביר לקרקע, לא משנה מה לחץ האוויר בו. כוח החיכוך לא משתנה כהוא זה עם הורדת לחץ האוויר. יותר קוביות נוגעות בקרקע, אך על כל אחת מהן פועל כוח נורמלי קטן יותר, הסה"כ נשאר בדיוק אותו הדבר, וזה מה שחנן כתב קודם.
אבל זה נכון בכביש...

בשטח, ועל זה אין הרבה ספרות, יש עוד שני מנגנונים להעברת כוח. תמיד, כיוון שהקרקע אינה משהו אידאלי, יש שילוב בין שלושת מנגנוני העברת הכוח השונים.
הראשון הוא מנגנון בו העברת הכוח היא ישירה, ללא חיכוך. דמיינו מדרגות עשויות קרח. מעשית, אפשר לטפס על מדרגות אלו בהליכה מדודה וזהירה, למרות שמקדם החיכוך בין הנעל לקרח הוא אפסי. אם נניח רגל על המדרגה, ונעביר את משקל הגוף באופן מדוייק לרגל, בלי לייצר כוח נורמלי בשום כיוון פרט לכיוון מטה, הרי שנוכל לטפס על המדרגה. זה, כמובן תיאורטי לחלוטין, אבל באופן מעשי, מספיק מקדם חיכוך קטן מאוד על מנת להעביר את הכוח מהרגל למדרגת הקרח ולטפס עליה. הפעלת הכוח הכמעט טהורה בין הרגל למדרגה היא העברת כוח ישירה. בדומה לכך, ניתן לחשוב על צמיג ובו קוביות גדולות מאוד, ועל מדרגת סלע עם פינה חדה. ה"שן" של הצמיג תיתפס על מדרגת הסלע, ותעביר כוח באופן ישיר, מסתייעת בתנועה לפנים שמייצרים הצמיגים האחרים. לחץ נמוך יעזור לצמיג "לחבוק" את הסלע, ולייצר יותר "שיניים אוחזות" מול השיניים של הסלע.
מנגנון אחיזה נוסף הוא בקרקע גרגרית. קרקע גרגרית הוא שם יפה לחול, בוץ, חימר וכו'. הקרקע הגרגרית היא תמיד שילוב של שני סוגי קרקע קיצוניים. בצד אחד, חול יבש. לחול היבש שתי תכונות עיקריות- הראשונה, הגרגרים שלו אינם נדבקים זה לזה כלל. השניה, בין הגרגרים יש חיכוך. בצד השני, יש קרקע דומה לחרסית או חימר. גם לחימר יש שתי תכונות עיקריות- הראשונה- הגרגרים שלו נדבקים זה לזה. השניה- אין כל חיכוך בין הגרגרים.
בזמן נסיעה על חול יבש, הצמיג מפעיל לחץ על השכבה העליונה של גרגרי החול. גרגרי החול שבשכבה הראשונה מפעילים לחץ על השכבה שתחתיהם וכן הלאה. העומס שמפעיל גרגר חול על הגרגר שתחתיו, בצירוף מקדם החיכוך שביניהם, מעביר את האחיזה מהצמיג לקרקע על ידי הפעלת כוח חיכוך בין גרגר לגרגר. במנגנון כזה, נדרש שטח מגע גדול ככל האפשר בין הצמיג לחול- על מנת ליצור חיכוך בין מספר גדול ככל האפשר של גרגרים. נדרש גם שהצמיג יהיה בעל מתאר "רך" ומעוגל- ללא פינות חדות שישברו את החול וימנעו מהכוח לעבור משכבה לשכבה. כדאי גם שהצמיג יהיה גדול ככל האפשר, לא רק על מנת ליצור שטח מגע גדול, אלא גם כדי להקטין ככל האפשר את גובה "מדרגת" החול הנערמת בקדמת הצמיג, ביחס לקוטר הצמיג, ועל ידי כך להקטין את ההתנגדות לתנועה ככל האפשר.
בחרסית, לעומת זאת, מנגנון העברת הכוח שונה לחלוטין- והוא כמו שחנן תיאר קודם לכן- קוביה של צמיג החודרת לתוך האדמה ומסתובבת, לוחצת לאחור אדמה, מדביקה ודוחסת אותה לכדי "גוש" אדמה קשיח. ה"גוש" נלחץ לאחור ומעביר את התנועה על ידי כוח נורמלי בינו לבין הקוביה של הצמיג, בכיוון האופקי. על מנת לייצר כוח מניע גדול, כדאי שהקוביות יהיו גדולות, יחדרו לתוך האדמה וידחסו "גושים" גדולים ככל האפשר של אדמה. בנוסף, כדאי שהצמיג יהיה גדול, על מנת שמספר גדול ככל האפשר של קוביות יחדור לקרקע.
במנגנון כזה, לחץ אוויר נמוך פירושו יותר קוביות נעוצות בקרקע. קטנות, גדולות- לא משנה, העיקר שיהיו כמה שיותר "קירות" שמצידם האחד בוץ ומצידם השני קוביה של צמיג. לחץ נמוך מדי, לעומת זאת, אומר שאין מספיק כוח שילחץ את הקוביות לתוך הקרקע, ולכן השטח שמולו עובר הכוח לא יהיה מספיק גדול. מצד שלישי, אם זה קורה, זה אומר שהבוץ מספיק קשה בשביל שיהיה חיכוך שיוצר אחיזה (ואנחנו חוזרים למנגנון הראשון).

אסף.

[רפי 33]

אסף,
גם על כביש חלקלק הוצאת אויר מהצמיג מגדילה את התאחיזה (דוגמת כביש שנשפך עליו שמן).
והיות והמשקל (הכוח הנורמלי=משקל, במקרה של כביש מפולס) נשאר כשהיה ו"החומרים"
הנוגעים זה בזה נשארו כשהיו, מסקנתי היא שמקדם החיכוך גדל.
וכפי שטענתי כבר - לדעתי בגלל שהחיכוך הופך מגלילה לגרירה.
היכן טעותי?

[asafk]

טעותך היא בזה שאתה מניח שהכביש הוא כביש "אידאלי", חלק לחלוטין, ועם מקדם חיכוך שווה לחלוטין בכל שטחו. בנקודה מסויימת בכביש, בולטת במילימטר בודד מפני השטח סביבה, ואם תרצה - אפילו "שפיצית"- אין שמן, ולכן מקדם החיכוך נשאר כבכביש יבש. יתרה מזו- אם הנקודה היא "שפיצית" וחודרת לתוך הגומי הרך של הצמיג, הרי יש לנו מקום בו יש העברת כוח ישירה (ואז מתברר שגם בכביש יש יותר ממנגנון העברת כוח אחד, למרות שמדובר במספרים זניחים בהחלט, אז נעזוב את העניין הזה בינתיים). בנקודה זו הצמיג מעביר יותר כוח. ככל שתגדיל את שטח המגע, ההסתברות למצוא יותר ויותר מקומות בהם מקדם החיכוך גבוה יותר- עולה. מנגד, הכוח הנורמלי על כל נקודה כזו קטן יותר, עם הורדת הלחץ... ולכן ההכפלה של כוח נורמלי X מקדם חיכוך תיתן עדיין תוצאה נמוכה יותר מאשר המצב של כביש יבש לחלוטין. תעשה את התרגיל המחשבתי הזה לשביל כורכר, תגלה שגם שם הגדלת שטח המגע מגדילה את הסיכוי למצוא נקודות עם אחיזה טובה (מקדם חיכוך גדול), ולא רק עם אבנים קטנות שמתגלגלות מתחת לצמיגים.

אסף.

[רפי 33]

איני יודע מנין לקחת שכך הנחתי. אני כותב מנסיוני בשטחים חלקלקים (ללא שקיעה) עם וללא הוצאת אויר.
האם אתה בדעה שזחליל, המצופה בגומי זהה לצמיג אך בשטח מגע גבוה יותר (נניח כפול), יתן
תאחיזה טובה יותר?
אם לא, אשמח לקרוא נימוקיך.

[asafk]

כוח חיכוך= מקדם חיכוך X כוח נורמלי. זה נכון לצמיגים, לזחלים, ולכל מגע בין שני גופים.
בזחל, שטח המגע גדול יותר, ואפשר לדמות אותו למספר אינסופי של גלגלים.
ניקח רכב ששוקל 20 טון, ויש לו 4 גלגלים, כולם מניעים. נניח שהמשקל מחולק שווה בין כל הגלגלים. נניח שמקדם החיכוך בין הגומי לקרקע הוא 1. לא משנה מה תעשה- הרכב יוכל להעביר לקרקע לא יותר מ20 טון של כוח. אם המנוע ייצר ומערכת ההנעה תעביר יותר מ20 טון של כוח לקרקע- הרכב יפרפר ולא יתקדם. אם לאותו רכב בדיוק יהיו 6 גלגלים- סה"כ הכוח שהגלגלים מסוגלים להעביר לקרקע לא ישתנה. יתרה מזאת- אם ננפח את ששת הגלגלים בלחץ נמוך יותר מזה שבו היו מנופחים ארבעת הגלגלים- נוכל לקבל עבור לחץ קרקע קטן יותר- בדיוק את אותו שטח המגע. עכשיו נעבור ל8 גלגלים מניעים- עדיין, למרות שיש לנו פי 2 גלגלים מניעים ממה שהיו קודם- יש בדיוק אותו כוח מניע שהרכב מעביר לקרקע- אבל בלחץ קרקע קטן פי שניים ואותו שטח מגע. היתרון כאן הוא ששטח המגע הזה מחולק ליותר מקומות- אם גלגל אחד מאבד אחיזה- שני עדיין אוחז וייתן לרכב להתקדם. תמשיך את התרגיל המחזבתי הזה עד לאינסוף גלגלים- זחל. או אז תקבל בדיוק את אותם 20 טון של כוח מניע, מפוזרים על שטח גדול בהרבה = לחץ קרקע קטן בהרבה. אבל הכוח המניע- לא השתנה בגרם אחד.
מה כן השתנה? מדוע לפעמים רכב זחלי יעבור היכן שרכב גלגלי לא יעבור? כי לחץ קרקע קטן משמעותו פחות גזירה של הקרקע, ופחות הפרדה בין שכבות הקרקע ביניהן יש חיכוך (לפי ההסבר ממקודם). עוד יתרון הוא בהגדלת השטח- הגדלת הסיכוי למצוא פיסת קרקע בה מקדם החיכוך גבוה יותר- נגיד, על שלולית שמן- הסיכוי למצוא אבן בולטת). אני בכלל חושב שאפשר למצוא מספר גלגלים מסויים מעבר לו אין יתרון לרכב זחלי.... ולא מבין למה להתעסק עם כלים זחליים.
על מנת שכוח מניע הנובע מחיכוך יגדל, יש לשנות את אחד הפרמטרים במשוואה כוח נורמלי X מקדם חיכוך. מקדם חיכוך סטטי ודינמי לא רלוונטיים בדיון הזה, וגם הגדרות של כוח חיכוך ב"גלילה" ו"גרירה". אם תסתכל במאמר של חיים, תמצא את הגרף המעניין הזה:
http://www.jeepolog.com/UserFiles/Image/without_watermark/HK_tire/hk004.gif

שים לב שיש כאן שינוי בין מקדם החיכוך במצב של החלקה של 100% (גלגלים נעולים, רכב מתקדם- מה שאתה מכנה "מקדם חיכוך לגרירה" ), לבין מקדם חיכוך מקסימלי. מקדם החיכוך בגלגול טהור ללא החלקה (החלקה של 0, כלומר- הרכב מתקדם אך הגלגל לא מעביר כוח לכביש- אם תרצו, נסיעה במהירות קבועה ללא התנגדות אוויר) גם הוא שונה. המעבר בין המצבים אינו חד, וכמעט אינו קשור ללחץ האוויר בצמיג, או לשטח המגע.

שוב, במאמר של חיים- יש קשר לשטח המגע כאן:
http://www.jeepolog.com/UserFiles/Image/without_watermark/HK_tire/hk003.jpg

לפי זה אתה רואה שהכוח קטן ככל שמתרחקים ממרכז שטח המגע, במצב של לחץ אוויר נכון. לחץ נמוך מדי- מרכז שטח המגש כבר מתרומם ואינו מעביר כוח כלל.

אסף.

[רפי 33]

קראתי וקראתי. האמת, לא הכל הבנתי, אבל הרב.
כנראה בגלל פער הדורות יש פער במונחים.
רכב הנמשך קדימה, נניח בכח של 100 ק"ג, גורם לו להתחיל לנוע. כלומר, גלגליו מתחילים
להתגלגל.
אותו רכב הנמשך הצידה (בדיוק במרכז הכובד) ידרוש כח גדול יותר (הרבה יותר) להתחלת תנועתו.
(וגם להמשכה). בשני המקרים משקל הרכב זהה ו"החומרים" הגורמים לחיכוך זהים. אך הכח המושך
הגורם לתנועה שונה. ומכאן שמקדם החיכוך במקרה השני (שאני קורא לו מ"ח גרירה) גדול יותר.
האם עד כאן אני ברור ויש הסכמה ?

[talw]

רפי שלום למרות שחנן ביקש ממני לא להיתערב אני מרגיש שאני חייב ולא יכול לעצור את עצמי!!
כשאתה מושך רכב קדימה בהשוואה להצידה אני מקווה שאתה מיתכוון כשהבלמים נעולים !!
כי אחרת אין כל היגיון!! כמו כן את ההשואה הזו תוכל לעשות רק על מישטח קשיח כמו אספלט!!

לדעתי כדאי שתרד מנוסחת החיכוך כי היא לא רלונטית להיתקדמות בשטח !!בגלל הסיבה שיש עוד הרבה גורמים שמשפיעים על ההיתקדמות. לפי דעתי תורת הכאוס יותר קרובה לרכב שמיתקדם בבוץ מאשר הנוסחא הפשטנית הזו!!!
אסף הגדיר את זה יפה מאד בחיכוך של החול בעצמו .מקדם החיכוך בין הצמיג לחול נישאר כשהיה .
ואם יורשה לי להוסיף עוד משהו על הדברים היפים שאסף כתב אז יש עוד גורם להיתקדמות ביחוד בחול.-לפי דעתי כשמורידים אויר תחתית הצמיג מקבלת מעין צורת כערה שמתחילה במגע עם השטח ומיסתיימת בעזיבת הצמיג את השטח ,(לא ניתן לראותה כי היא בתחתית).
צורת כערה זו בזמן לחץ על החומר גורמת להידוקו ודחיפתו אחורה דבר הגורם ליצירת חיכוך מוגבר של החומר בעצמו.כמובן שזו השערתי בלבד -לא קראתי את זה בשום מקום ואף פרופסור לא תרם לי מידיעותיו.כמו כן אני חוזר לפי דעתי בלבד זו הסיבה שרואים על שבילי דיונות מעין גבשושיות קטנות לאורך נתיב הנסיעה של הרכבים.
זו דעתי בלבד!!!!!!!!
טל

[maatom]

תחילה אתוודה כי לא קראתי את כל התשובות, ואם אני עונה על "חומר לעוס" עם כולם הסליחה.
מקדם חיכוך הוא ערך חסר מימד שמאפיין את נקודת המגע בין שני גופים ותלוי בתכונות החומר ממנו עשויים הגופים.
מקדם זה הוא נתון איכותי שלבדו אינו נותן לנו כל מדד לגבי השלכתו על שאר הפרמטרים אליהם מתכוון רפי.
מה שמעניין אותנו הוא כוח החיכוך. כוח החיכוך תלוי בנורמל שבין שני הגופים, ובמילים פשוטות יותר, הלחץ ההדדי בינהם.
כשאנו מוציאים אויר מהגלגלים, אנו מגדילים את שטח המגע עם הקרקע. ולהלן ציטוט מהצמד "סירס-זימנסקי": גורמיו של חיכוך הגלגול שונים מאלה של חיכוך ההחלקה. הוא נוצר עקב עיוותם של הגופים המתגלגלים במקום המגע. אילו היו המשטחים המתגלגלים קשיחים לחלוטין לא היה חל בהם עיוות במקום המגע ולא היה חיכוך. ברם, חומרים קשיחים לחלוטין אינם מצויים והגליל או הגלגל מתפחסים קמעה במקום מגעם עם המשטח. דבר זה יוצר הפרעה לתנועה ומתגלה בצורת חיכוך גילגול.(סוף ציטוט)
עכשיו יש הסבר מדעי מדוע רצוי להוציא אויר לא רק בחול.

[רפי 33]

היי יאיר,
סוף סוף אחד אשר ידע את יוסף (למרות שסירס היה פרנסיס :-)) ומצטט מפי הגבורה.
על זה היה אומר שרלוק: - אלמנטרי (ווטסון)!
ככל שהצמיג "פחוס" יותר, כך ההתנגדות לגלגולו גבוהה יותר. ובהנחה שלמנוע/גיר יש מספיק כוח
לסובבו ברור שכך יש יותר אחיזה.
המגבלות ב- "עיוות/פחיסות" במקרה של צמיג:
1. שהצמיג לא "יברח" ממקומו וכל האויר יצא. (מדובר בטיובלס).
2. שיהיה מספיק לחץ אויר כך שכל "שן" לא תתעוות לחלוטין.

לחץ אויר של 8-10P.S.I מספק את "הסחורה" ברוב הצמיגים. (לא מומלץ, כמובן, בשטח
עם "אבנים", אך בהחלט בדיונות ובוץ חלקלק).

[סוזי המשתוללת]

אני לא מומחה גדול לפיזיקה אבל הגיון בריא אני מקווה שיש לי (נסיון בטח יש :mrgreen: )
על מנת שיהיה חיכוך בין שני משטחים חייב להיות ביניהם כח הצמדה כלשהו שבמיקרה שלנו נוצר מתוך המשקל של חומר אחד (הרכב דרך הצמיג) שנשען על החומר השני (השטח) ומכיוון שהלחץ הוא פונקציה של משקל ליחידת שטח אז ככל שנגדיל את שטח הצמיג ע"י הוצאת אויר כך נפזר את משקל הרכב על שטח גדול יותר (ראה ערך סנדלי חבלה)ופיזור המשקל הזה הוא שמקל על תנועת הרכב בתנאים קשים
פיזור המשקל בהכרח מקטין את החיכוך / התנגדות לגלגול שזה קצת "לא הגיוני " שהרי ההגיון אומר שככל שנגדיל את שטח הפנים שבמגע בין שני משטחים כך נגדיל את שטח החיכוך ביניהם אבל החיכוך עצמו הוא גם פונקציה של כח (במקרה שלנו משקל משקל הרכב )שפועל על הגופים ומצמיד אותם האחד לשני שכן בלי הצמדה אין חיכוך

[חנן-ג'יפולוג]

למעט אסף, הדיון הזה גדול בכמה מידות על שאר המשתתפים בו, כולל אותי. אני רואה את כל התגובות, עוקב אחרי השרשור, ורואה ברור שלמעט דברי אסף, יש סלט אחד גדול של מונחים שגויים, והכנסת פרמטרים שגויים לתוך נוסחאות שגויות ולא רלוונטיות, במקרה הטוב, או סתם נפנופי ידיים חסרי מספרים, פרמטרים ומשמעות במקרה הגרוע.

עזבו, חבל על הזמן. עוד מעט תצא כתבה רחבה ומסודרת על צמיגים, ואני מקווה שהשאלות שיש כאן ייענו במלואן. מהדיון הזה לא יצא טוב.