Tout d'abord, désolé de répondre de manière aussi tardive.
J'ai l'impression que vous vous êtes embarqués dans un sacré bordel, vu que ce qui me vient à l'esprit et qui pourrait vous aider pour votre TPE fait appel à des connaissances de 2e année de prépa en physique
C'est à partir de cette année que l'on aborde la mécanique des solides (vous avez du voir la mécanique du point en 1ere S normalement, avec les lois de Newton et tout et tout), et l'on parle des lois de Coulomb qui régissent le frottement (dans votre cas ça va vous permettre de déterminer quand la roue va patiner ou non). Voilà les liens Wikipédia vers les articles correspondants.
http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canique_du_solide
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_...3%A9canique%29
Pour faire vite, ce qui change par rapport à la mécanique du point c'est qu'en plus des mouvements du centre de gravité (qui eux suivent les lois de la mécanique du point), il faut aussi tenir compte de la rotation de l'objet ce qui rajoute en complexité dans les équations différentielles du mouvement (il y a plus de paramètres donc plus d'équations à formuler avant de pouvoir décrire le mouvement).
Hélas je crois qu'en 1ere vous ne faites pas les équations différentielles (c'est pour l'an prochain).
Le problème est qu'il vous manque des notions mathématiques (le produit vectoriel par exemple, les torseurs...) pour pouvoir vous dépatouiller en mécanique des solides et faire quelque chose de rigoureux.
Cependant, il me semble possible pour vous de comprendre les lois de Coulomb.
La première loi dit que le frottement entre la roue et le sol possède 2 composantes, une parallèle à la route l'autre perpendiculaire, et dès que la première composante possède une norme trop grande par rapport à l'autre (le coefficient de frottement f0 détermine à partir de quand cela est le cas) la roue va se mettre à patiner (il y aura glissement selon termes physiciens)
Ce coefficient de frottement dépend de le route et du pneu, plus celui-ci sera faible plus il sera facile pour le pneu de patiner (c'est-à-dire qu'il se mettra à patiner avec une force initiale horizontale plus faible)
La deuxième loi dit qu'une fois que le pneu roule (sans glisser), il va être plus difficile de la faire patiner (le coefficient de frottement est supérieur à f0 dans ce cas).
Une expérience serait de mesurer cette différence en mesurant pour différents types de sol (ou différents types de pneus) à partir de quelle force initiale la roue va se mettre à patiner. Vous pouvez alors dire que le patinage est un ennemi à vaincre lors des compétitions et que les manufacturiers pneumatiques proposent donc des gommes extrêmement tendres comparées à celles du commerce afin de juguler le patinage (car le coefficient de frottement sera plus grand avec ces pneus).
C'est tout ce qui me vient à l'esprit pour le moment, en espérant vous avoir été utiles, et bonne chance à vous deux
PS: Comme le suggère Manu, ce serait bien de vous présenter
