Les véhicules se présentent sous de nombreuses formes et formes, et chacun utilise des technologies différentes pour fonctionner efficacement. Par exemple, les voitures et les bus qui circulent sur les routes utilisent des pneus en caoutchouc, tandis que les trains et les métros qui circulent sur les voies utilisent des roues en métal. La raison de ces différents choix se résume à un facteur crucial : la friction.

Qu’est-ce que le frottement ?

La friction est la force qui se produit lorsque deux surfaces entrent en contact et résistent à leur mouvement. Plus les surfaces de contact sont lisses, moins il y a de friction, ce qui leur permet de se déplacer plus rapidement les unes par rapport aux autres.

Lors de la conception d’un véhicule, la friction joue un rôle clé. La vitesse à laquelle un véhicule se déplace et le type de terrain qu'il parcourt influencent grandement le type de roues dont il a besoin.

Pourquoi les trains utilisent-ils des roues en métal ?

Les trains sont conçus pour voyager à grande vitesse sur de longues distances tout en transportant d’énormes charges. Ils roulent sur des pistes lisses et régulières, ce qui leur permet de maintenir leur vitesse avec un minimum de friction. Les roues en métal réduisent considérablement la friction, jusqu'à 85 % à 99 %, par rapport à d'autres matériaux. En effet, les rails et les roues sont en métal lisse, ce qui permet un mouvement plus efficace et sans friction.

De plus, les trains n’ont pas besoin de s’arrêter brusquement. Avec leur poids et leur puissance immenses, ils dépendent de l'élan pour continuer à avancer, ce qui signifie qu'ils n'ont pas besoin de roues qui génèrent beaucoup de friction. Les pneus en caoutchouc, qui créeraient beaucoup plus de friction, nécessiteraient beaucoup plus d'énergie pour déplacer le train lourd, ce qui les rendrait peu pratiques.

Pourquoi les voitures utilisent-elles des pneus en caoutchouc ?

Les voitures, quant à elles, doivent circuler sur des routes et doivent souvent affronter des terrains irréguliers et imprévisibles, tels que des nids-de-poule et des chemins de terre. Pour y faire face, les voitures ont besoin de roues offrant une forte adhérence, rendue possible par des pneus en caoutchouc. La friction entre le caoutchouc et la route donne au véhicule la traction dont il a besoin pour rouler en toute sécurité et en douceur.

Contrairement aux trains, les voitures doivent s’arrêter et redémarrer fréquemment. Les pneus en caoutchouc facilitent les arrêts et les démarrages rapides, fournissant la friction nécessaire pour une conduite sûre. De plus, les pneus en caoutchouc sont moins chers et plus faciles à remplacer que les roues en métal, ce qui en fait un choix plus pratique pour les véhicules soumis à une usure régulière.

Conclusion : la friction définit la conception des roues

En conclusion, la friction est le facteur le plus important qui influence la conception des roues pour différents types de véhicules. Les trains, qui doivent se déplacer rapidement avec de lourdes charges, utilisent des roues métalliques pour réduire la friction. Les voitures, qui doivent parcourir des terrains variés, nécessitent des pneus en caoutchouc pour augmenter la friction et améliorer la traction.