タイヤの接地面積を上げてもグリップ力は上がらないという誤解のお話
みなさん、こんばんは！
さて、今回は巷に蔓延る誤解についてのお話です。
こんなことを聞いたことはないですか？
「タイヤの接地面積を上げると、その分面圧（接地面積あたりの荷重）が下がる。だから、タイヤを太くしたり、空気圧を下げたりして接地面積を増やしても、グリップ力は変わらないよ。」
実はこれは正しくないんです。
ひとまず、この誤解について解説しますね。
まず、タイヤのグリップというのは、タイヤと地面の間の摩擦力です。
摩擦力Fは、地面とタイヤによって決定する摩擦係数μとそこに加わっている力Nの積で表されます。
つまり、
そして、力Nは、圧力Pとその圧力がかかっている面積Sの積です。
つまり、
よって、
となるわけですね。
Pは圧力なので、タイヤでいうと面圧です。
そして、Sはタイヤが地面と設置している面積です。
ここで、Nはバイクや車の重量であることを考えると、PSは車重に等しくなります。
したがって、仮に接地面積Sを2倍に増やしても、面圧Pが半分となり、Nには影響を与えることができません。
そして、摩擦力は変化しないことになる。
これがつまり、
「タイヤの接地面積を上げると、その分面圧（接地面積あたりの荷重）が下がる。だから、タイヤを太くしたり、空気圧を下げたりして接地面積を増やしても、グリップ力は変わらないよ。」
ということです。
…一見すると、きちんとした説明に見えますね？
では、なぜ馬力の大きなバイクのタイヤは太くなって、接地面積が大きくなっているのでしょうか。
この理論通りなら、いくらタイヤが細くてもグリップに関して問題はないように感じますね。
CBR1000RRもカブも同じタイヤ幅でいいことになります。
その答えは、タイヤが太いとグリップが上がるためです！ｗ
さっきの説明は正しいだろう、と思う人が多いと思いますが…
実は先程の公式のF = μNが間違っています。
これは高校物理で習う公式ですが、これには完全剛体の仮定が置かれています。
どういうことかというと、物体は一切変形しないことが前提ということです。
…タイヤってめちゃくちゃ変形しますよね？ｗ
だから、この公式はタイヤには使えないのです。
では、変形する物体について摩擦力はどうか。
これは接地面積が大きくなると、摩擦力が多少大きくなるという事がわかっています。（比例関係にはない）
したがって、タイヤを太くすると、グリップを稼ぐことができるということになります。
そういうわけで、馬力とともにタイヤが太くなっていくわけですね！
ただ、タイヤを太くすると、バネ下重量の増加や、バイクの場合ではバンクが重くなる、実バンク角が小さくなるなどのデメリットも大きいために、現在のタイヤサイズに落ち着きました。
太くすればいいってものでもありませんよ？
