Seberapa Besar Tambalan Kontak Ban Anda? Matematika di Balik Traksi

6

Lihat ke bawah. Serius, membungkuk dan menatap ban Anda. Mereka tidak bulat. Setidaknya tidak di tempat mereka bertemu trotoar. Bagian bawahnya rata. Zona terjepit itu adalah tambalan kontak. Itu satu-satunya bagian mobil Anda yang benar-benar menyentuh jalan.

Jika Anda memiliki jalan kaca dan dapat mengintip ke bawah sedan seberat dua ton, Anda akan melihat sebuah persegi panjang kecil dari karet. Untuk mencari total tapak, Anda mengalikan panjang dengan lebar satu ban, lalu mengalikannya dengan empat. Geometri sederhana. Namun ada bagian yang aneh: luas tersebut kira-kira sama dengan berat mobil Anda dibagi dengan tekanan ban.

Ayo kita hitung. Ambil mobil seberat 4.000 pon. Pompa ban tersebut hingga standar 30 psi. Bagilah 4.000 dengan 30. Anda mendapatkan 133 inci persegi. Itulah total luas keempat ban. Sebarkan ke empat ban, dan setiap tambalan berukuran sekitar 33 inci persegi.

Sekarang, pertimbangkan lebarnya. Kebanyakan ban jalan raya lebarnya kira-kira 7 inci. Jika Anda membagi 33 inci persegi dengan 7 inci, Anda mendapatkan panjang patch kontak sekitar 4,75 inci per ban. Kurang dari setengah kaki karet di tanah menahan kotak logam berat.

Rasanya lebih. Mungkin lebih dari itu.

Ayo ukur. Ambil ban dan selipkan dua lembar kertas di bawahnya hingga berhenti. Tandai jaraknya. Anda mungkin akan menemukan bahwa patch tersebut lebih panjang dari perkiraan perhitungan. Mengapa? Karena tekanannya tidak seragam.

Di bagian paling pinggir bidang kontak, ban baru saja menyentuh aspal. Hampir tidak ada beban. Saat Anda bergerak menuju pusat, beban bertambah. Distribusi tekanan berbentuk kurva, bukan garis datar. Perhitungannya mengasumsikan tekanan seragam, yang bukan merupakan cara kerja karet.

Turunkan tekanan menjadi 7,5 psi. Itu seperempat dari 30 psi aslinya. Anda mungkin mengharapkan ukuran patch menjadi empat kali lipat. Itu tidak akan terjadi. Dinding samping mengambil alih.

Ban bukan sekadar kantong udara. Itu adalah struktur yang kompleks. Ketika tekanan turun, karet dan ikat pinggang di dinding samping mulai menahan beban. Ban menjadi kaku secara struktural. Itu tidak terjepit tanpa batas.

Inilah sebabnya mengapa ban berprofil rendah berperilaku berbeda dibandingkan ban SUV tebal. Mobil sport berjalan di dinding samping yang kaku dan pendek. Mereka menolak deformasi. Anda mendapatkan tambalan yang lebih sempit dan tajam. SUV memiliki dinding samping yang tinggi dan fleksibel. Mereka lebih banyak menekan. Mereka mendistribusikan berat secara berbeda.

Lalu ada ban run-flat. Benda-benda ini dibuat sedemikian kokoh sehingga dapat berjalan pada tekanan udara nol. Strukturnya saja yang menahan mobil. Tidak diperlukan udara. Patch kontaknya berubah bentuk, tapi bannya tidak roboh.

“Struktur ban mulai menahan sebagian beban mobil.”

Jadi, itu 4,75 inci? Ini adalah garis dasar. Dunia nyata lebih berantakan. Peregangan karet. Dinding samping fleksibel. Tekanan bervariasi.

Anda mungkin bertanya-tanya lebar ban mana yang memberi Anda cengkeraman terbaik tanpa mengorbankan penghematan bahan bakar. Atau bagaimana ban run-flat mempengaruhi kenyamanan berkendara dibandingkan dengan dinding samping standar. Jawabannya tidak hanya terletak pada matematika saja. Mereka ada di dalam karet.

Periksa kembali tekanan Anda. Beneran 30 psi? Atau apakah Anda melewatkan tempatnya? Tambalannya sedang menunggu.