高階補腦 如何理解輪胎產生的力？
最近又有網友提問了，作為一個輪胎人，如何理解輪胎的產生的力？
對于這樣一個燒腦的問題，小編略微整理了一下，就不知道以下這些是不是你的答案了。
【轉彎力】
物體滑動或扭轉形變的力，稱為“剪應力”（應力的一種）；
而物體對剪應力產生抵抗的特性，則稱為“剪彈力”。
若剪應力針對輪胎朝橫向作用，輪胎就會朝橫向變形，如下圖——
不過，此時的輪胎也會產生對抗剪應力的力，并嘗試恢復原狀。事實上，輪胎就是用抗拒力讓自身形變來產生車子加速、減速、轉向的的作用力。
接下來，我們用轉彎中的輪胎模式圖說明，從圖中可以了解，輪胎的旋轉面與車主的前進方向之間是有差異性的。換句話而言，輪胎的力是通過一邊旋轉、一邊橫向變形而產生。此時，旋轉面與前進方向形成角度，稱為滑移角；而與行進方向垂直產生的力，則稱為轉彎力，車子之所以可以轉向，就是因為輪胎可以產生如上述的轉彎力。
一般而言，剪彈性較大，即使滑移角相同，也會產生較大的轉彎力。不過，當剪彈力過大時，少許的滑移角就可能導致摩擦飽和，使路感與車手的感覺不合，相反的，如果剪彈性太弱，則會過度形變，而使車手感到不安。
【轉彎力與滑移角的關系】
如圖，在滑移角較小的范圍內，轉彎力會呈直線增加，而當滑移角大到一定程度時，轉彎力則會達到飽和。這種轉彎力的變化比率，稱為轉向功率，只需要一點點的滑移角變化，便可以產生較大轉彎力的輪胎，其轉向功率也較大。
【胎壓與轉向功率】
一般而言，胎壓較低的范圍內，胎壓增加時，輪胎的剪彈力會提升，轉向功率也會變大。不過，胎壓的增加也會導致與路面的接地面積減少。換言之，接地面積與剪彈力，是針對胎壓產生的相反效果，當垂直載重較小時，胎壓增加造成接地面積減少的效果，會比剪彈性增加的影響更大。因此，轉向功率會降低，相較于此，當垂直載重較大時，胎壓增加帶動剪彈性變大的效果，會有較大的影響力，因此，轉向功率也會增加，為了將轉向功率提升到極限，最重要的是考量輪胎的特性與車重，在各項要素之間取得平衡。
【隨驅動與制動的輪胎橫向力】
從上方觀察車輛時，與輪胎旋轉面方向垂直產生的抓地力，成為橫向力，理解這一橫向力在驅動或制動時會產生何種變化，是非常重要的一點。踩下制動踏板或者油門踏板時，輪胎的抓地力會被用于制動力或驅動力，所以，即使在相同的滑移角下，橫向力仍會減少。例如下圖：實際上，由于輪胎前后方向與橫向的摩擦力不同，所以形狀是橢圓形。賽車會隨著車手的操控，而頻繁進行驅動與制動，因此，斜向的摩擦力容易影響單圈時間（Lap time）。
輪胎的力學是汽車運動性能的重要一環，或許我們平民根本不用了解“何謂剪應力、剪彈力”專業術語，不過，往往是這些復雜的理論帶出了簡單的道理，起碼在最后，你知道滑動摩擦對圈速的影響了吧？
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