車の制動距離と動摩擦力と静摩擦力

動摩擦力と静摩擦力とでは、静摩擦力の方が動摩擦力より
大きいことは明らかだと思います。
そうしますと、車の制動距離の場合、ブレーキを非常に強くかけて車のタイヤを完全にロックしますと、その場合には動摩擦力がかかり、
ブレーキ痕が道路に残ります。
しかし、ブレーキを非常に強くかけて車のタイヤを完全にロックしないで、その前で、適度なブレーキをかければ、静摩擦力がかかって、ブレーキ痕は残らないが、タイヤを完全にロックして動摩擦力を発生させる場合より、制動距離が短くなると思います。
通常の場合、タイヤを完全にロックした時の制動距離ばかり実験していますが、あれはおかしいと思います。
静摩擦力での制動距離と動摩擦力での制動距離は相当大きく違うと思いますが、どの程度違うのでしょうか。
ご存知の方教えて頂けないでしょうか。また、このような実験をした例をご存知のかた教えて頂けないでしょうか。

No.3 ベストアンサー 回答者： pulsar-gti 回答日時： 2007/03/13 19:34

最近の車はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）がついているため、ほとんどロックはしません。

しかし、一瞬はロックしているので若干のタイヤ痕はつきます。一般的なドライバーはタイヤがロックする、きわどいところで制動力を掛けられないので、ＡＢＳを働かせたデータのほうが、現実的には正しいデータ（距離）と言えます。
仮にタイヤをまったくロックさせずに制動距離をみるテストがあれば、その数値は車の限界性能であって、その性能を限界まで使えるドライバーはいないに等しいと思う。そのため、現行のテストはこれでいいと思う。（どのドライバーでも出せるデータでないと意味がない）

No.6 回答者： larme001 回答日時： 2007/03/15 22:17

タイヤがスリップする時というのが、そもそも地面とタイヤの静止摩擦力がブレーキパットとディスクの動摩擦力を下回ったときに起こる現象でしょう。

このようなことが起こるのは、急ブレーキによりブレーキパットに大きな力が急にかかったか、地面の状態が悪く、タイヤとの摩擦力が極端に低い（ハイドロプレーン）などでしょう。

急ブレーキによりタイヤが滑った方が、道路の状態によっては早くとまれる場合もあるでしょう。ただ、問題なのは、タイヤが滑ることによって、ハンドルが効かなくなるので、車をコントロールできないことでしょう。また、雪道やハイドロプレーンでスリップするような状況の場合はタイヤと地面の摩擦力が低下したことによるので、滑ってしまうととまるまでにかなりの距離を要します。

実際、タイヤと地面の摩擦力を最大限に伝えたければ、タイヤのみぞがまったくないほうがいいです。F1なんかのタイヤにほとんど溝がないのはグリップ力を上げるためです。ただ、そうすると、雨が降った場合などに、接地面から水をはきだすための溝がないので滑りやすくなります。公用車は、あらゆる地面の状況に平均的にブレーキ力を維持できる必要があるのでしょう。

ブレーキをただ強化すればいいというわけでもないでしょう。推測ですが、ブレーキ力自体を強化することはやろうとおもえば可能なはずです。ただ、ブレーキがあまりに強いと、逆に乗っている人体に耐えうるものを超えてしまう可能性もあるでしょう。

一番いいのは、スリップする寸前の力でブレーキをしながら減速することでしょう。ただ、素人である一般運転手がとっさにそんな微妙なブレーキ操作をすることは無理です。そこで登場したのが、ABS（もともと飛行機の技術だったみたいだが）で、ブレーキを思いっきり踏んでも、タイヤが滑っているかどうかをコンピューターが瞬時に判断して適度にブレーキを弱めて、ハンドル操作を維持できるようにするものです。

スリップばかり実験しているのがおかしい、というのはよくわかりませんが、要するに、スリップを起こさないための技術を開発するためだから実験しているのでしょう。スリップしないでブレーキしてとまるなら何も問題ないではないですか。

No.5 回答者： mazimekko3 回答日時： 2007/03/15 12:58

> その時の摩擦はタイヤと道路との間でタイヤがスリップしていないと考えられますから、静止摩擦力だと思います。

静止摩擦力は発生しますが、転がり摩擦です。
減速作用はありません。

>> どうやって運動している物体に「静止摩擦力」をかけるか教えてくれませんか？
これの説明が悪かったかもしれませんね。
「減速作用を持つ」が抜けてます。


さて以下は「減速作用を持つ」力のみに限定してかいてます。

タイヤを回転させているときに発生する摩擦はタイヤの軸と
車体本体のブレーキだけになります。
この時は相対運動してるので「動摩擦力」ですね。

タイヤを固定した場合、発生する摩擦力はタイヤ表面と路面との
間の「動摩擦力」ですね。

さて「軸とブレーキの摩擦」と「タイヤ表面と路面」の摩擦はどちらが
大きいか？
という質問になりますね。
「タイヤ表面と路面」じゃないですか？
そもそも摩擦を発生させる面積が違いますし。
「軸とブレーキの摩擦」は高度なブレーキングテクニックがあれば大きくなるかもしれませんがミリ以下の超精密制御が必要ですし。

No.4 回答者： ht1914 回答日時： 2007/03/14 15:38

タイヤと地面の間の静止摩擦力は車が動いている場合、どこに働いているか考えたことはありますか。

「静止」摩擦力は運動中には働いていないと思いたくなりますね。静止とは相対的なものです。車が動いているときに相対的にずれの生じていないところがあればそこが静止摩擦力の働いている可能性のあるところです。
タイヤがロックすればタイヤと地面の間には相対的なずれが生じます。運動摩擦になります。タイアが滑らずに回転していると相対的なずれは生じていません。この場合は静止摩擦力が働いています。従って静止摩擦力は自動車の制動力としては働くことは出来ません。静止摩擦力はロックさせたブレーキでしか制動力として働いていないのです。

No.2 回答者： N64 回答日時： 2007/03/13 17:25

アンチロックブレーキは、そのようなことを、しているのでは、ないでしょうか。

ロックしていないときは、タイヤの接地面と路面との相対速度はゼロかも知れませんが、タイヤが回転しているので、ころがり摩擦なのかもしれませんね。これは、わたしには、よくわかりません。

No.1 回答者： mazimekko3 回答日時： 2007/03/13 17:00

「静摩擦力」って「静止摩擦力」のことですよね？

どうやって運動している物体に「静止摩擦力」をかけるか教えてくれませんか？

この回答へのお礼

私が思いますに、例えば登山家が絶壁をよじ登るとしますと、その時は手と岩の間の静止摩擦力を生かして、体を上に引き揚げると思うのです。
車を発進させるときも、それと同じようなことだと思います。
つまり、タイヤと道路との間の静止摩擦力を生かして、タイヤが前に進むということで、これは登山家が絶壁をよじ登る時と同じだと思います。
そうしますと、車を停止させる時は、車を発進させるときと同様のことが生じていると思います。
つまり、非常に簡単に言いますと、慣性力で一定の速度で車が進んでいる、ということは、タイヤが道路を蹴っているわけですが、一定力でタイヤが蹴っており、車自体は慣性力で進んでいますから、タイヤと道路との間の摩擦というのは、あまり、無いと考えられます。
そうしますと、（アバウトで言いますと）車が加速するとき、あるいは減速する時に、タイヤと道路との間に摩擦が発生します。簡単に言って１０キロ加速する、１０キロ減速するとき、摩擦は同じと考えても良いかもしれません。その時の摩擦はタイヤと道路との間でタイヤがスリップしていないと考えられますから、静止摩擦力だと思います。スリップしていれば、動摩擦でその時スリップ痕（タイヤの一部が道路に削り取られた痕）が道路に発生すると思います。

お礼日時：2007/03/15 11:28