车轮上的物理
随着经济的发展和社会的进步，我们的生活已越来越密切地与车轮结下了不解之缘。关于车轮上所蕴涵的科学原理也成了课堂上经常提起的话题，但其中往往存在一些模糊认识甚至误解之处，为此，我们择要讨论以下几个问题。
1.车轮滚滚，无论是自行车还是汽车，其车轮都可区分为驱动轮和导向轮，静摩擦力扮演什么角色，物理课上老师往往这样陈述：驱动轮受到的静摩擦力是车前进的动力，导向轮受到的则是阻力，其实并不尽然。
设动力机构传递给驱动轮转动力矩（顺时针方向），驱使它向顺时针方向转动，这时轮胎的触地处与地面因有相对滑动趋势，使驱动轮受到向右的静摩擦力。这个静摩擦力究竟扮演了什么角色呢？
先来看看它对转动的影响，一般动力矩是很大的，如没有摩擦力，驱动轮就会转得飞快。它与动力矩的方向相反，阻碍了驱动轮的转动。设驱动轮转过一个角度（同时车前进距离），这时摩擦力矩作功。由于车轮与地面无相对滑动，可见静摩擦力对转动着的驱动轮作了负功，消耗了动力系统传给它的转动能量。再来看看对平动地影象，随着车轮的转动整车在向右平动，由于与车平动方向一致，在上述过程中它对整车作了正功。
可见，静摩擦力在消耗动力系统转动能量的同时，也使整车增加了相同数量的平动能量，综合起来考虑，静摩擦力既没有消耗能量（不是阻力），又没有提供能量（也不是动力），它只是把动力系统提供的转动能量转换为整车的平动能量。
车架推着导向轮前进，同样的分析可知，导向轮所受的静摩擦力是抑制了平动但促进了转动，只要没有相对滑动，它并不会真正消耗能量，所以也不能说它是阻力。
因此，以整车为系统，动力系统与驱动轮、车架与导向轮之间的相互作用都是内力，如果我们只关心整车的平动，只需要分析外力。显然，对整车的牵引力可由驱动轮与导向轮受到的摩擦力之差来计算，可能正是由于这个式子，使人误认为驱动轮受到的摩擦力是动力，导向轮受到的摩擦力是阻力，但实际上车辆行驶的阻力不仅仅发生在导向轮，而且产生阻力的原因也不是由于摩擦。
2.车轮行驶的阻力来自何处？
有行车经验的人都清楚，车辆在水平路面上行驶的阻力取决与车的载重、轮胎的气压和路面的刚度，轮胎气压不足或路面松软时行车特别费力。载重量影响阻力的大小不难理解，轮胎气压和路面刚度影响阻力的道理是相仿的，下面我们在假设路面绝对刚性的条件下来分析一下轮胎气压对行车阻力的影响。
由于轮胎的非刚性，它与路面的接触处就会变形而扩展成一个面。车静止不动时路面对轮胎的支撑力是对称分布的，其合力通过轴线，对轮的力矩为零。车行驶时情况就不同了，接触面后缘处的形变处在恢复中并开始脱离路面，使轮胎与路面的挤压减小；而前缘的形变在加剧中，轮胎与路面的挤压增大。这一变化使合力的作用线前移一段距离，从而对轮形成一个阻碍转动的力矩。
阻力的大小与车重正比，轮胎的气压越低或车的载重量越大，轮胎与路面的接触面就展得越宽、支撑力的前移量就越大，因而阻力矩也就越大，为了保证车辆继续前进就需要动力系统输出更大的转动力矩。由此可见，滚动的阻力不是起源于摩擦，因而严格地说，“滚动摩擦力”的说法并不正确，应该说成“滚动阻力矩”或简称为“滚动阻力”。
3.胎压对车轮的影响。很多车主会有这样的经历，在轮胎充气店为自己的爱车充过气后上路行驶，感觉车内噪音很大，刹车刹不住，坐在车内颠的厉害。或者是感觉车加油提速慢，左右晃动明显，一段时间后观察，耗油量明显增加。造成这种现象的原因是因为，胎压高于或低于正确的胎压值(汽车出厂时厂家规定的充气压力值)，这是很危险的。
胎压过高，使轮胎与地面的接触面积减少，单位面积所承受的压力、磨损剧增,容易造成刹车失控,遇地面突起物或凹陷爆破，损害车的悬挂系统，乘坐不舒适等危害。
胎压过低，使轮胎与地面接触面积增加，行驶时胎内温度不正常增加，同时，由于胎侧变形严重，内部的钢丝、帘布层老化加剧,从而为爆胎埋下隐患，并且使耗油量增加，轮胎寿命降低。
有很多车主还会有这样的经历，某一天，突然发现自己爱车的一个轮子亏气严重。这是因为轮胎被钉子扎后造成慢撒气，这种漏气过程是很缓慢的，用肉眼不易发觉的。当你用肉眼就能发现轮子亏气时，它已经在低于正常的胎压下行驶了一个月左右了。而轮胎缺气行驶，会促使轮胎内部加速老化，这时候轮胎内部受到的损伤用肉眼也是看不到的，这样，当你补足了气，高速行驶时，车胎温度升高，胎内气压随之升高，轮胎的强度大幅降低，轮胎内部受过损伤的地方容易发生爆裂，造成严重的事故。
校正胎压是安全检查中最重要的一环。很多车主往往随意打气，甚至用脚踢来试试气足不足。这是危险的，因为轮胎在工作情况中致命的因素是发热。轮胎充完气以后是鼓起的，但其与地面接触部分却是平的。轮胎运动时就好像一个气球被反复的往地面按压；橡胶材料随之受弯曲、拉伸以及离心力的作用而交叉变形，其工作情况之恶劣可想而知。假如气压不正常，这些反复交叉的变形就不能保持在设计允许的范围以内由此必然带来寿命缩短，耗油量增加，甚至爆胎翻车。因此，注意轮胎情况，不光光是要看胎面磨得怎么样，还应随时检查其气压情况如何，这点您可要记住了。
胎压过低会导致不正常磨损或轮胎内部损伤；胎压过高则会使得轮胎及轮胎圈较易受到不平路面的冲击而变形，甚至会导致爆胎。胎压必须随时检查，而胎压的检查必须是在轮胎冷却的情形下进行，否则高温会使胎压升高，量起来不准。如何判断轮胎是否处于冷却状态呢？很简单，只要是停止行驶1小时以上即可。切勿以快速剧烈的方式给轮胎降温。量胎压必须符合轮胎制造公司针对不同车辆、不同轮胎以及不同的用途所订的标准。最后，别忘了经常检查一下备胎压力是否正常。
4.轮胎宽度对车轮的影响。轮胎宽窄，主要说的是每个轮胎胎面接地部分的宽度。
什么叫轮胎宽呢，就是相同情况下，轮胎比平均值要略宽一些。
轮胎宽的优点：（1）操控更加稳健；（2）刹车制动更加出色。
轮胎宽的缺点：（1）转向加重；（2）油耗升高；（3）胎噪加大。
上面的利弊说得很清楚了，轮胎宽了，自然和地面接触面积加大，肯定对抓地力会有一个提升。同时，也会很直接的提升刹车制动的性能。弊端也是同样的，更多的摩擦面必然会带来更大的噪音及阻力，这点会产生更大的噪音及油耗。
我们认为，选择更宽的轮胎的确对操控等性能有帮助，但是我们建议还是动力充足的情况下匹配更宽的轮胎，否则动力小但是轮胎宽会让油耗和方向盘轻重手感带来较大的困扰。
什么叫轮胎窄呢，就是相同情况下，轮胎比平均值要略窄一些，就是同级车胎中比较秀气的宽度。
轮胎宽的优点：
（1）加速轻盈；（2）油耗更经济；（3）胎噪较低。
轮胎宽的缺点：刹车不会太出色。
轮胎窄了的利弊其实也挺明显，窄了自然加速和油耗就有了比较轻盈的感觉和发挥空间。
相对来说，小型和紧凑型车如果想有较好的加速感受及油耗成绩的话，必然轮胎方面会有轻微妥协。因此，我认为，微型、小型、紧凑型车三个级别车型中，如果不是纯运动车的话，那能保证基本刹车性能的前提下，轮胎还是相对比较经济的宽度更适合在乎油耗和“提速感觉”的中国用户。
人们之前选车一味追求宽度越大越好，其实利弊都是有的，选择了宽胎必然会失去更多和你平时驾驶息息相关的钱包薄厚的指标。我们认为，不要过于贪图所谓宽胎，每百公里多0.5升油，这一年下来可是个不小的数字哦！当然了，如果一辆车连最基本的刹车能力都不合格时候，那要求更宽的轮胎也是必须的
5.汽车为什么要ABS。ABS是Anti-Lock Brake System（刹车防抱死系统）的英文缩写，它的作用是当汽车刹车时通过电子或机械装置让刹车以一定节律一紧一松地交替动作，防止把轮毂完全抱死。刹车是在行车过程中遇到紧急情况，为了让车尽快停下来而采取的措施，让刹车皮紧紧抱住轮毂不让它转动不好吗，为什么要防止抱死呢？
为了说清这个道理，我们先来分析另一个生活中常见的事例。如果你想把自行车的鞍座拔高一点，你会发现即使松掉紧固螺丝后还是很难把鞍座向上拔动，有经验的人一定会这样做：用双手分别握住鞍座的前后来回旋转扭动，在扭动中略微向上施一把力就可以慢慢把鞍座拔高了。我们也常常用同样的方法在缺乏工具时用手把没有全部钉入木板的钉子拔出来。
汽车在正常行驶时除非遇到极端情况，一般不可能发生侧向漂移；如果刹车时把轮毂抱死了，由于惯性汽车仍会继续前行相当距离，轮胎与路面处于相对滑动状态，这中情况如果发生在导向轮则将使它失去导向作用，如发生在后轮将会造成侧向漂移，这些都会造成意外的事故。使用了ABS系统，轮胎与路面间就不会出现连续的滑动从而就能有效地防止上述事故。
自行车和摩托车也有这样的问题，有过这样的事例：某人骑自行车在大街上行驶，忽然发现前方路面上有一大片油污，于是赶紧刹车，可还是重重地摔了一跤，这就是“湿摩擦”捣的鬼。其实，他不刹车倒完全可以安全地通过。
