חיכוך הוא מרכיב חיוני ביחסים בין המכונית לכביש. כביש רטוב מקטין את החיכוך, לכן גורם תאונות. מה תפקידם של החריצים בצמיגים? איך מתכננים כביש מחליק פחות? ומה הנהג יכול לעשות?

כבישים חלקים הם אחת הסכנות העיקריות בנהיגה בחורף. הכבישים הרטובים עלולים לגרום לצמיגים לאבד את אחיזתם בכביש, ולנהג או לנהגת – לאבד שליטה על הרכב ועל מהירותו. הסיבה לאובדן האחיזה היא ירידה במידת החיכוך של הצמיג בכביש.

חיכוך הוא שם כללי לכוח הפועל על גוף שנע או "מנסה" לנוע, ונמצא במגע עם מוצקים, נוזלים או גזים. על ארגז שנגרר, למשל, פועל חיכוך עם הרצפה, ועל כדור טניס במעופו פועל חיכוך עם האוויר. חיכוך הוא כוח מורכב שתלוי בגורמים רבים, כמו שטח המגע בין הגופים, סוג המשטח שבו נוצר המגע הזה, מהירות התנועה, הטמפרטורה ועוד. נהוג להבדיל בין שני סוגים עיקריים של חיכוך: חיכוך קינטי, שפועל בין שני גופים שנעים זה ביחס לזה, וחיכוך סטטי, שפועל בין גופים שפועל עליהם כוח שעשוי להניע אחד מהם ביחס לאחר, אבל הם נשארים "תקועים". לדוגמה, כאשר דוחפים בלי הצלחה ארגז כבד, הוא תקוע בשל הכוח שמפעילה עליו הרצפה, עקב החיכוך הסטטי ביניהם. אם נפעיל כוח חזק דיו, הארגז יתחיל לזוז, אך עם התנגדות, בגלל חיכוך קינטי.

זירת תאונה במדינת וושינגטון, ארה"ב | צילום: VDB Photos, Shutterstock
בכביש רטוב הסיכון לתאונות דרכים גובר עקב חיכוך מופחת בין הצמיג לכביש. זירת תאונה במדינת וושינגטון, ארה"ב | צילום: VDB Photos, Shutterstock

איך שגלגל מסתובב לו

כאשר גלגל מתגלגל על משטח, כמו צמיגי הרכב על כביש, אנו אומרים שהוא מתגלגל ללא החלקה. זאת כי בנקודת המגע של הגלגל עם הכביש אין תנועה של הצמיג במקביל לכביש, אלא רק תנועת סיבוב ביחס למרכז הגלגל. הכוח שפועל בין הצמיג לכביש הוא חיכוך סטטי. החיכוך פועל בניגוד לכיוון הסיבוב, כלומר קדימה – ובזכותו הרכב נע קדימה על הכביש. בלימה תקינה מבוססת על האטה מדורגת של הגלגל, בעזרת רפידות בלימה אשר לוחצות על הגלגל, יוצרות חיכוך קינטי וכך מאטות את סיבובו. בהאטה תקינה נשמרת תנועת הסיבוב של הגלגל ויש חיכוך סטטי בין הצמיג לכביש. ככל שלוחצים חזק יותר על דוושת הבלם, הרפידות לוחצות יותר חזק על הגלגל, החיכוך בין הרפידה לגלגל גדל וההאטה מהירה יותר. החלקה מתרחשת כאשר החיכוך בין הצמיג לכביש קטֵן, והחיכוך הופך מסטטי לקינטי. במקום לאחוז בכביש, הצמיג מחליק עליו. כעת האטת סיבוב הגלגל על ידי לחיצה על דוושת הבלם לא תביא להאטת הרכב, והסטת ההגה לא תשנה את כיוונו – הוא ימשיך לנוע קדימה במהירות גבוהה.

החיכוך בין גופים תלוי בפני השטח של הממשק בין הגופים, כלומר של אזור המגע ביניהם, ולרוב הוא נובע מחספוס מיקרוסקופי שגורם לכך שבליטות עדינות על שני המשטחים נתקעות אלו באלו. פני שטח שהם חלקים יותר מקטינים את החיכוך. יצירת שכבה דקה של גז או נוזל בין גופים תקטין מאוד את כוח החיכוך ביניהם, שכן החיכוך בין מוצק לנוזל או לגז לרוב קטן בהרבה מהחיכוך בין שני מוצקים, ומשום כך בדיוק אנו משתמשים בנוזלי סיכה. גם אם נוזל הנמצא בין גופים איננו יוצר הפרדה מלאה ביניהם, הרי שהוא מקטין את החיכוך, משום שהוא ממלא את הרווחים שבין הבליטות ובפועל מבטל חלק מהחספוס. לכן, כאשר הכביש רטוב מגשם, החיכוך בין הצמיג לכביש פוחת, ואף עלולה להיווצר שכבה דקה של מים בין הצמיג לכביש. החיכוך עלול לקטון עד כדי ניתוק האחיזה של הצמיג בכביש ומעבר למצב של חיכוך קינטי.

מכונית נוסעת בגשם | צילום: MakDill, Shutterstock
בכביש רטוב עשויה להיווצר שכבת מים בין הצמיג לכביש ולהפחית את החיכוך. מכונית נוסעת בגשם | צילום: MakDill, Shutterstock

לא מחליקות

יש כמה אמצעים מקובלים להפחית את הסיכון להחלקת מכוניות. בצמיגי מכונית יש חריצים רבים ועמוקים, שהמים שעל הכביש אמורים להיכנס אליהם תוך כדי נסיעה, וכך לא ליצור שכבת מים רציפה בין הצמיג לכביש. מסיבה זו, בין היתר, יש להחליף צמיגים מעת לעת, שכן שחיקת החריצים בצמיג מעלה את הסיכון להחלקה.

בלימה פתאומית מגדילה מאוד את הסיכוי להחלקה, משום שלחיצה ממושכת של רפידות הבלימה על הגלגל תאט את הגלגל עד כדי עצירה, בעוד הרכב כולו ממשיך לנוע. הפעלת הבלימה בפעימות מעדנת את הכוח הפועל על הגלגל ומונעת מצב של החלקה – אם כי במחיר של הארכת מרחק הבלימה. בעבר היה על הנהגים לבצע את הפעימות בכוחות עצמם; כיום מערכת בלימה נגד-נעילה (ABS, (Anti-lock Braking System, שמותקנת ברוב  כלי הרכב המודרניים, מפעימה את הבלמים באופן אוטומטי בעת הצורך.

גם בתכנון ובסלילה של כבישים נעשים מאמצים רבים לצמצם את סיכון ההחלקה. תכנון חומרי הסלילה של כבישים הוא תחום מפותח, ומושקע מאמץ רב בפיתוח משטחים בעלי חיכוך גבוה עם הצמיג. כבישים גם נסללים בשיפוע כלפי השוליים, כדי שמי גשם ינוקזו לצדדים. שיטה חדשה שנעשית מקובלת יותר ויותר מאפשרת לסלול כבישים מחומרים המניחים למים לחלחל, במקום להצטבר וליצור שכבת מים על פני השטח.

החלפת רפידות בלמים | צילום: J. Lekavicius, Shutterstock
בלימה פתאומית מגדילה את הסיכון להחלקה, משום שהגלגל מפסיק להסתובב אך הרכב ממשיך לנוע קדימה. החלפת רפידות בלמים | צילום: J. Lekavicius, Shutterstock

נהיגה חכמה שומרת על החיכוך

החיכוך הוא כוח חשוב שמאפשר לגלגלים להסתובב, על כל המשתמע מכך. פגיעה בחיכוך עלולה להיות מסוכנת, ולכן, לצד כל ההשקעה הטכנולוגית במכוניות ובכבישים, חשוב גם לאמץ דפוסי נהיגה אחראיים. כאשר הכביש רטוב יש להאט ולנהוג במשנה זהירות, כדי להימנע מהצורך בבלימת פתע – שעלולה להסתיים באובדן אחיזת הצמיגים בכביש עקב ירידה בחיכוך.