雪道運転シリーズ②~雪道運転の物理学(笑) グリップ力と制動力【千葉県出身者が10年秋田で生活してみました】
秋田市で「鴉」のコピーバンドをやっているアマチュアバンド「Oldcrow」のギター、ノザオと言います。よろしくお願い致します。
このブログはおっさんアマチュアバンド ギタリスト(+Z750FX乗り)の右往左往する様子をネタにした、誰得感満載なブログです。
ロックな方も、バイクな方も、そうでない方も(^^;)暇つぶしにでも、読んでやって頂ければ嬉しいです。
さて、雪道が怖い理由はなんでしょう? 真っすぐ進まなかったり、スピンしたり、田んぼに誘われたり(^^;)
この大きな要因の一つは、タイヤと路面のグリップが失われることだと思います。この現象ついて、物理的に(笑)考えるというのが今回のテーマです。
さて、物理学その1です(笑)
車が進んだり曲がったり出来るのは、タイヤと路面のために摩擦力が発生しているためです。これがないと自動車は発進できませんし、曲がりません。摩擦力が発生しないと、タイヤが回ってもうんともすんともいいません(^^;)
そして、摩擦力は次の公式で表すことができます。
F(摩擦力) = μ(摩擦係数) × N(垂直抗力)
高1辺りの物理の教科書に出てくる式ですね(^^;)
μは触れ合う二つの物体の状態、Nは上から押さえつける力で決まります。雪道はこのμが乾燥路と比べ、とても低いのです。なので、発生する摩擦力が低く、これを超える力がエンジンからタイヤに伝わるとグリップしません(涙)
ですから、雪道運転ではタイヤから路面に伝わる力が極力小さくなるように運転する必要があるのです。
次に物理学 その2です(笑)
“慣性の法則”というのを憶えていますか?
これは「物体は何もなければその運動を続ける」という法則です。逆に言えば、“運動の状態を変化させる”時には、“力”が必要になるということです。
車の状態で言えば“発信”、“停止”、“コーナーリング”がこれにあたります。この状態での運転を慎重にするのは、雪道運転の常識ですが、裏にはこんな理由があるのです。
また、上記摩擦力の公式F(摩擦力) = μ(摩擦係数) × N(垂直抗力)のとおり、摩擦力はN(垂直抗力)、すなわち上から押さえつける力にも比例します。
自動車の中で一番重たいパーツはエンジンですので、駆動輪の上にエンジンがあるFF車やRR車が摩擦力が得やすいということになります(自動車の駆動形式については、次回の雪道シリーズで詳細を書く予定です)。
まとめますと、グリップを得るためには重たい方が有利になります。
では、雪道では重ければ重たいほどいいかといえば、そんなこともありません。
重たいと、今度は止まらなくなります(涙)
ここで、物理学 その3です(笑)
物体の運動エネルギーは次の公式で表わせます。
E(運動エネルギー)= 1/2・m(質量)・v2(速度)
すなわち、質量(≒重さ)と速度の2乗に比例します。
ブレーキは、この運動エネルギーを他のエネルギーに変換する装置です。重ければ重たいほど運動エネルギーは増えますので、ブレーキへの負荷は増えます。平たく言えば止まりません(涙)
また、速度の2乗にも比例しますから、スピードを出したら、さらに止まらなくなる訳です(涙)
ですので結論を述べますと、自動車は「軽すぎず・重すぎず」というのがいいと思います。
「なんじゃ、そら?」ですよね(汗)
具体的に言えば軽自動車では軽すぎ、アルファードやランクル等は重すぎかなぁと思います(^^;)
次回雪道シリーズはこの記事を踏まえ、雪道に自動車の駆動方式や自動車について考えたいと思います。
雪が降ったら、ライブなんて見に行く人がいるのかしら、と結構本気で心配している(笑)、Oldcrow次回のライブ12/22は初の男鹿上陸予定(^^)です♪
それでは、また。
(追伸)
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