Es fricción realmente independiente de la zona? La fuerza de fricción, $f_s = \mu_s N$ . La ecuación dice que la fricción sólo depende de la fuerza normal, que es $ N = W = mg$ y la naturaleza de la superficie de deslizamiento, debido a $\mu_S$ .
Ahora, los neumáticos menos inflados experimentan más fricción en comparación con los neumáticos bien inflados. ¿Puede alguien explicar claramente por qué la fricción no depende del área, como dicen los libros de texto?
Se trata de la distribución de la presión bajo el contacto. Para un bloque de peso uniforme, la presión puede suponerse casi constante bajo el área y, por tanto, cuando se rompa la tracción, ocurrirá de una vez en todo el lugar con una fuerza de $\mu N$ como usted dijo.
Pero para otras geometrías, o para piezas elásticas (como los neumáticos, o las canicas o las bolas de billar sobre el fieltro) la presión de contacto tiene otras formas. Las piezas con mayor presión (a veces en el centro, y a menudo en los bordes) se van a pegar más que las piezas sin carga. El resultado es complicado, pero al final llamamos a la tracción total para conseguir un deslizamiento completo todavía $\mu N$ pero con $\mu$ un valor diferente al del bloque anterior, aunque los materiales sean los mismos.
Se han escrito muchos artículos científicos sobre el tema de cómo la tracción afecta a las propiedades de contacto y viceversa. Al tratarse de un coeficiente $\mu$ para la fuerza y no para el área hace más fácil resumir los resultados, pero en realidad la forma de la presión sobre el área es la que en última instancia está en control aquí.
La mayor "resistencia" de un neumático poco inflado se debe a la deformación mecánica, el rozamiento es independiente de la superficie como se ha sugerido. La explicación más sencilla para mí es que: a medida que aumenta el área, la fuerza aplicada por unidad de área disminuye, pero hay más superficie de contacto para resistir el movimiento.
Añadido según la sugerencia de Zass más abajo:
$$\rm{Friction}= \rm{Material\ Coefficient} \times \rm{Pressure} \times \rm{Contact Area}$$
El coeficiente del material es una medida de la "adherencia" del material, la presión aplicada a la superficie y el área de las superficies en contacto. Así que podemos ver que el área en el término de presión se cancela con el tercer término.
Esto no debe confundirse con la tracción, en la que puede ayudar la distribución de la fuerza motriz sobre un área mayor.
Cuando dice que los neumáticos poco inflados experimentan más fricción, ¿se refiere a la fricción estática (es decir, la resistencia al deslizamiento) o resistencia a la rodadura ¿que es algo muy diferente?
Según parece, el origen de la ley de fricción es muy fenomenológico, y tiene sus límites de aplicabilidad (especialmente en la transición estática - dinámica). La razón por la que los vehículos de competición tienen neumáticos tan grandes es que distribuyen las fuerzas de cizallamiento y disipan más calor. La fuerza de fricción es la misma, hasta que los neumáticos se convierten en líquido.
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