¿Es necesario que un neumático resbale para generar fuerza?

La razón por la que se desliza incluso con las fuerzas más pequeñas no se debe al hecho de que la llanta se deslice contra el suelo, sino a que la llanta es elástica. No hay forma de eliminar por completo el deslizamiento con un neumático elástico. Veamos por qué es esto.

Para medir el deslizamiento, pongamos veinte pequeñas manchas verdes de dado uniformemente espaciadas en la circunferencia de la llanta, como se muestra en la siguiente figura: Ahora, si esta llanta rueda por el suelo sin fuerza tangencial entre la llanta y el suelo, espere que el patrón dejado en el suelo se vea así:

donde el espacio entre las marcas en el suelo es el mismo que el espacio entre las marcas a lo largo de la circunferencia del neumático. Ahora sabemos que, dado que hay veinte manchas a lo largo de la circunferencia de la llanta, la distancia que separa veinte (bueno, veintiuna, técnicamente) manchas en el suelo corresponde a la distancia que recorrió el automóvil en una revolución de la llanta. Dado que el espacio entre las manchas en el suelo es igual al espacio a lo largo de la circunferencia de la llanta, vemos que la distancia que recorre el automóvil en una revolución de la llanta es de hecho una circunferencia de la rueda. Así no hay patinaje cuando no hay fuerza tangencial entre los neumáticos y el suelo.

Ahora imagine que hay una fuerza tangencial entre el neumático y el suelo (como sucederá inevitablemente debido a la resistencia del aire). ¿Qué pasa con los neumáticos? Bueno, el camino está ejerciendo una fuerza sobre el neumático. Esto hará que la llanta se deforme y la parte inferior de la llanta se arrugue en la dirección de la fuerza. Esto se muestra (exagerado) en la siguiente figura:

A medida que la rueda rueda hacia adelante (hacia la derecha), las partes aplastadas dejarán su marca en el suelo. Esto significa que nuestras pequeñas manchas verdes en este caso están el doble de juntas, como se muestra a continuación: Cuando el neumático da una vuelta completa, debe dejar veinte manchas en el suelo. Por otro lado, estas manchas tienen solo la mitad de la separación que tenían antes. Por lo tanto, el automóvil solo avanza la mitad de la circunferencia de un neumático cuando las ruedas giran una vez. Por lo tanto, concluimos que la rueda se ha deslizado.

Dado que siempre habrá algún crujido dada una fuerza tangente distinta de cero, siempre obtendrá un deslizamiento para una fuerza tangente distinta de cero.

Ahora, para proporciones de deslizamiento lo suficientemente altas, la rueda se deslizará por el pavimento, pero hasta que llegue a este punto, la fricción estática todavía está en juego, por lo que el automóvil está acelerando a partir de la fricción estática.