Niezależnie od tego, kto prowadzi samochód - doświadczony kierowca z dwudziestoletnim stażem czy początkujący, który zaledwie wczoraj odebrał długo oczekiwane prawo jazdy - na drodze w każdej chwili może wystąpić sytuacja awaryjna z powodu:
- wykroczenia drogowe przez dowolnego użytkownika drogi;
- wadliwy stan pojazdu;
- nagłe pojawienie się osoby lub zwierzęcia na drodze;
- obiektywne czynniki (zła droga, słaba widoczność, spadające kamienie, drzewa itp.) na drodze.
Bezpieczna odległość między pojazdami
Zgodnie z klauzulą \u200b\u200b13.1 przepisów o ruchu drogowym, kierowca musi trzymać się od pojazdu poprzedzającego w wystarczającej odległości, która pozwoli mu zahamować w odpowiednim czasie.
Brak dystansu jest jedną z głównych przyczyn wypadków drogowych.
W przypadku nagłego zatrzymania pojazdu jadącego z przodu kierowca jadącego tuż za nim samochodu nie ma czasu na hamowanie. Rezultatem jest zderzenie dwóch lub czasem więcej pojazdów.
Aby określić bezpieczną odległość między samochodami podczas jazdy, zaleca się przyjęcie całkowitej liczbowej wartości prędkości. Na przykład prędkość samochodu wynosi 60 km / h. Oznacza to, że odległość między nim a poprzedzającym pojazdem powinna wynosić 60 metrów.
Możliwe konsekwencje kolizji
Zgodnie z wynikami testów technicznych, silne uderzenie poruszającego się samochodu w działającą przeszkodę odpowiada upadkowi:
- przy 35 km / h - z wysokości 5 metrów;
- przy 55 km / h - 12 metrów (z 3-4 pięter);
- przy 90 km / h - 30 metrów (od 9. piętra);
- przy 125 km / h - 62 metry.
Oczywiste jest, że zderzenie pojazdu z innym samochodem lub inną przeszkodą, nawet przy małej prędkości, grozi ludziom obrażeniami, aw najgorszym przypadku śmiercią.
Dlatego w przypadku sytuacji awaryjnej należy zrobić wszystko, co możliwe, aby zapobiec takim zderzeniom i uniknąć przeszkody lub hamowania awaryjnego.
Jaka jest różnica między odległością hamowania a odległością hamowania?
Droga hamowania - odległość, jaką samochód pokona w okresie od momentu wykrycia przez kierowcę przeszkody do ostatecznego zatrzymania ruchu.
Obejmuje:
Co decyduje o drodze hamowania
Na jego długość wpływa kilka czynników:
- prędkość układu hamulcowego;
- prędkość pojazdu w momencie hamowania;
- rodzaj drogi (asfalt, grunt, żwir itp.);
- stan nawierzchni (po deszczu, oblodzeniu itp.);
- stan opon (nowe lub ze zużytym bieżnikiem);
- ciśnienie w oponach.
Droga hamowania samochodu osobowego jest wprost proporcjonalna do kwadratu jego prędkości. Oznacza to, że gdy prędkość wzrasta 2 razy (z 30 do 60 kilometrów na godzinę), droga hamowania zwiększa się 4 razy, 3 razy (90 km / h) - 9 razy.
Hamowanie awaryjne
Hamowanie awaryjne (awaryjne) stosuje się, gdy istnieje niebezpieczeństwo kolizji lub kolizji.
Nie należy wciskać hamulca zbyt mocno i mocno - w takim przypadku koła są zablokowane, auto traci kontrolę, zaczyna się ślizgać po torze „ślizgając się”.
Objawy zablokowania kół podczas hamowania:
- pojawienie się wibracji koła;
- zmniejszenie hamowania pojazdu;
- pojawienie się zgrzytu lub piszczenia opon;
- samochód wpadł w poślizg, nie reaguje na ruchy kierownicą.
WAŻNE: Jeśli to możliwe, należy wykonać ostrzegawcze hamowanie (pół sekundy) dla jadących z tyłu samochodów, chwilowo zwolnić pedał hamulca i natychmiast rozpocząć hamowanie awaryjne.
Rodzaje hamowania awaryjnego
1. Hamowanie przerywane - zaciągnij hamulec (nie pozwalając na zablokowanie kół) i zwolnij całkowicie. Powtarzaj więc, aż maszyna całkowicie się zatrzyma.
W momencie zwolnienia pedału hamulca kierunek jazdy musi być wyrównany, aby uniknąć poślizgu.
Hamowanie przerywane jest również używane podczas jazdy po śliskich lub nierównych drogach, hamowania przed dołami lub oblodzonymi terenami.
2. Hamowanie krokowe - naciśnij hamulec, aż jedno z kół się zablokuje, a następnie natychmiast zwolnij nacisk na pedał. Powtarzaj to, aż maszyna całkowicie przestanie się poruszać.
W momencie osłabienia nacisku na pedał hamulca konieczne jest wyrównanie kierunku ruchu z kierownicą, aby uniknąć poślizgu.
3. Hamowanie silnikiem w pojazdach z manualną skrzynią biegów - wcisnąć sprzęgło, zmienić bieg na niższy, ponownie na sprzęgło itp., Na przemian obniżając do najniższego.
W szczególnych przypadkach możesz zredukować bieg nie w kolejności, ale kilka na raz.
4. Hamowanie w obecności ABS: jeżeli samochód posiada automatyczną skrzynię biegów, podczas hamowania awaryjnego należy wcisnąć hamulec z maksymalną siłą aż do całkowitego zatrzymania, aw samochodach z manualną skrzynią biegów jednocześnie mocno naciskać na pedały hamulca i sprzęgła.
Kiedy ABS jest włączony, pedał hamulca szarpnie i będzie słyszalny ostry dźwięk. Jest to normalne i musisz naciskać pedał z całej siły, aż pojazd się zatrzyma.
ZABRONIONE: Podczas hamowania awaryjnego używaj hamulca postojowego - doprowadzi to do skrętu samochodu i niekontrolowanego poślizgu na skutek całkowitego zablokowania kół samochodu.
Samochód, niezależnie od tego, czy jest w ruchu, czy stoi, poddawany jest działaniu grawitacji (ciężaru) skierowanego pionowo w dół.
Grawitacja spycha koła samochodu na drogę. Wypadkowa tej siły znajduje się w środku ciężkości. Rozkład ciężaru pojazdu na osiach zależy od położenia środka ciężkości. Im bliżej środka ciężkości znajduje się jedna z osi, tym większe obciążenie tej osi. W samochodach osobowych nacisk na oś jest w przybliżeniu równomiernie rozłożony.
Położenie środka ciężkości nie tylko względem osi podłużnej, ale także wysokości ma ogromne znaczenie dla stabilności i sterowności pojazdu. Im wyższy środek ciężkości, tym mniej stabilny będzie pojazd. Jeśli samochód stoi na poziomej powierzchni, wówczas siła grawitacji jest skierowana w dół. Na pochyłej powierzchni rozkłada się na dwie siły (patrz rysunek): jedna z nich dociska koła do nawierzchni, a druga stara się przewrócić samochód. Im wyższy środek ciężkości i większy kąt pochylenia pojazdu, tym szybciej spada stabilność i pojazd może się przewrócić.
Podczas ruchu, oprócz grawitacji, na samochód działa szereg innych sił, których pokonanie zużywa moc silnika.
Rysunek przedstawia wykres sił działających na pojazd podczas jazdy. Obejmują one:
- siła oporu toczenia wywierana na odkształcenie opony i drogi, tarcie opony o jezdnię, tarcie w łożyskach kół napędowych itp .;
- siła oporu przy podnoszeniu (nie pokazana na rysunku), w zależności od masy pojazdu i kąta wznoszenia;
- siła oporu powietrza, której wartość zależy od kształtu (opływu) samochodu, względnej prędkości jego ruchu oraz gęstości powietrza;
- siła odśrodkowa, która występuje, gdy samochód porusza się po zakręcie i jest skierowana w kierunku przeciwnym do zakrętu;
- siła bezwładności ruchu, na wartość której składa się siła potrzebna do przyspieszenia masy pojazdu w ruchu do przodu oraz siła potrzebna do przyspieszenia kątowego obracających się części pojazdu.
Ruch samochodu jest możliwy tylko wtedy, gdy jego koła mają wystarczającą przyczepność do nawierzchni jezdni.
Jeśli siła uciągu jest niewystarczająca (mniejsza niż siła uciągu na kołach napędowych), koła się ślizgają.
Siła trakcyjna zależy od ciężaru na kole, stanu nawierzchni, ciśnienia powietrza w oponach i rzeźby bieżnika.
Do określenia wpływu warunków drogowych na siłę uciągu wykorzystuje się współczynnik przyczepności, który określa się dzieląc siłę uciągu kół napędowych samochodu przez ciężar samochodu spadającego na te koła.
Współczynnik przyczepności zależy od rodzaju nawierzchni drogi i jej stanu (wilgoć, błoto, śnieg, lód); jego wartość podano w tabeli (patrz rysunek).
Na drogach asfaltowych współczynnik przyczepności gwałtownie spada, jeśli nawierzchnia jest mokra od brudu i kurzu. W tym przypadku brud tworzy film, który radykalnie zmniejsza współczynnik przyczepności.
Na drogach z betonem asfaltowym w czasie upałów na nawierzchni pojawia się oleista warstwa wystającego asfaltu, co obniża współczynnik przyczepności.
Wraz ze wzrostem prędkości obserwuje się również spadek współczynnika przyczepności kół do jezdni. Tak więc wraz ze wzrostem prędkości poruszania się po suchej drodze z nawierzchnią asfaltobetonową z 30 do 60 km / h współczynnik tarcia zmniejsza się o 0,15.
Przyspieszenie, przyspieszenie, toczenie do przodu
Moc silnika przeznaczana jest na napędzanie kół napędowych pojazdu i pokonywanie sił tarcia w mechanizmach przekładni.
Jeżeli wartość siły, z jaką obracają się koła napędowe, wytwarzając siłę pociągową, jest większa niż całkowita siła oporu ruchu, to samochód będzie poruszał się z przyspieszeniem, tj. z podkręcaniem.
Przyspieszenie to wzrost prędkości na jednostkę czasu. Jeżeli siła pociągowa jest równa siłom oporu ruchu, samochód będzie poruszał się bez przyspieszania z jednakową prędkością. Im wyższa maksymalna moc silnika i niższa wartość całkowitych sił oporu, tym szybciej samochód osiągnie zadaną prędkość.
Dodatkowo na wielkość przyspieszenia ma wpływ masa auta, przełożenie skrzyni biegów, przekładnia główna, ilość biegów oraz opływowość auta.
Podczas ruchu gromadzona jest pewna ilość energii kinetycznej, a samochód nabiera bezwładności. Ze względu na bezwładność samochód może przez pewien czas poruszać się z wyłączonym silnikiem. Jazda z wybiegiem służy do oszczędzania paliwa.
Hamowanie samochodu
Hamowanie samochodu ma ogromne znaczenie dla bezpieczeństwa jazdy i zależy od jego właściwości hamowania. Im lepsze i bardziej niezawodne hamulce, tym szybciej można zatrzymać jadący samochód i szybciej można się poruszać, a tym samym wyższa będzie jego średnia prędkość.
Gdy pojazd jest w ruchu, skumulowana energia kinetyczna jest pochłaniana podczas hamowania. Hamowanie wspomagane jest przez siły oporu powietrza, oporu toczenia i oporu podnoszenia. Na pochyłości nie występują siły oporu skierowane ku górze, a do bezwładności pojazdu dodaje się składową ciężkości, która utrudnia hamowanie.
Podczas hamowania między kołami a drogą generowana jest siła hamowania przeciwna do kierunku trakcji. Hamowanie zależy od relacji między siłą hamowania a przyczepnością. Jeżeli siła przyczepności kół do jezdni jest większa niż siła hamowania, to samochód hamuje. Jeśli siła hamowania jest większa niż siła przyczepności, to podczas hamowania koła będą się ślizgać względem drogi. W pierwszym przypadku podczas hamowania koła toczą się stopniowo spowalniając obroty, a energia kinetyczna samochodu zamieniana jest na energię cieplną, ogrzewając klocki i tarcze (bębny) hamulcowe. W drugim przypadku koła przestaną się obracać i będą ślizgać się po jezdni, więc większość energii kinetycznej zostanie zamieniona na ciepło tarcia opon na drodze. Zatrzymywanie hamowania pogarsza prowadzenie pojazdu, szczególnie na śliskich drogach, i prowadzi do przyspieszonego zużycia opon.
Największą siłę hamowania można uzyskać tylko wtedy, gdy momenty hamowania na kołach są proporcjonalne do przyłożonych na nie obciążeń. Jeśli ta proporcjonalność nie jest przestrzegana, siła hamowania na jednym z kół nie zostanie w pełni wykorzystana.
Skuteczność hamowania ocenia się na podstawie drogi hamowania i współczynnika opóźnienia.
Droga hamowania to odległość, jaką pokonuje pojazd od początku hamowania do całkowitego zatrzymania. Opóźnienie pojazdu to wartość, o jaką zmniejsza się prędkość pojazdu w jednostce czasu.
Obsługa pojazdu
Przez obsługę pojazdu rozumie się jego zdolność do zmiany kierunku jazdy.
Podczas jazdy po linii prostej bardzo ważne jest, aby kierowane koła nie obracały się przypadkowo, a kierowca nie musiał wkładać wysiłku, aby utrzymać koła we właściwym kierunku. Samochód zapewnia stabilizację kierowanych kół w kierunku do przodu, którą uzyskuje się poprzez kąt pochylenia wzdłużnego osi skrętu oraz kąt pomiędzy płaszczyzną obrotu koła a pionem. Ze względu na nachylenie wzdłużne koło jest zamontowane tak, że jego punkt podparcia w stosunku do osi obrotu jest cofnięty o określoną wartość i a jego działanie jest podobne do wałka (patrz zdjęcie).
Podczas przechylania na boki obrót koła jest zawsze trudniejszy niż przywrócenie go do pierwotnego położenia - jazda po linii prostej. Wynika to z faktu, że po obróceniu koła przód samochodu podnosi się o kwotę b (kierowca przykłada relatywnie większą siłę do kierownicy).
Aby przywrócić kierowane koła do pozycji jazdy na wprost, ciężar pojazdu pomaga kierować kołami, a kierowca przykłada niewielką siłę do kierownicy.
W samochodach, zwłaszcza tych z niskim ciśnieniem w oponach, występuje poślizg boczny. Poślizg boczny występuje głównie z powodu sił bocznych, które powodują boczne ugięcie opony; w tym przypadku koła nie toczą się po linii prostej, ale są przesuwane na bok pod działaniem siły bocznej (patrz rysunek).
Oba koła na przedniej osi mają ten sam kąt poślizgu. Gdy koła są przesuwane, zmienia się promień skrętu, który wzrasta, zmniejszając skrętność samochodu, podczas gdy stabilność jazdy nie zmienia się.
Gdy koła tylnej osi są przesuwane, promień skrętu maleje, jest to szczególnie zauważalne, gdy kąt skrętu tylnych kół jest większy niż przednich, stabilność ruchu jest zakłócona, samochód zaczyna się „odchylać” i kierowca musi cały czas korygować kierunek jazdy. Aby zmniejszyć wpływ poślizgu na prowadzenie pojazdu, ciśnienie powietrza w oponach przednich kół powinno być nieco niższe niż w tylnych. Im większa siła boczna działająca na samochód, na przykład na ostrym zakręcie, gdzie powstają duże siły odśrodkowe, tym większy będzie poślizg kół.
Ślizganie się samochodu
Poślizg to boczny poślizg tylnych kół, gdy pojazd nadal porusza się do przodu. Czasami poślizg może spowodować obrót pojazdu wokół własnej osi pionowej.
Poślizg może wystąpić z wielu powodów. Jeśli gwałtownie skręcisz kierowanymi kołami, może się okazać, że siły bezwładności będą większe niż przyczepność kół do jezdni, szczególnie często na śliskich drogach.
Przy nierównej przyczepności lub siłach hamowania przyłożonych do kół po prawej i lewej stronie, działających w kierunku wzdłużnym, występuje moment skrętu prowadzący do poślizgu. Bezpośrednią przyczyną poślizgu podczas hamowania są nierówne siły hamowania na kołach jednej osi, nierówna przyczepność kół prawej lub lewej strony do jezdni lub nieprawidłowe rozmieszczenie ładunku względem osi podłużnej pojazdu. Przyczyną poślizgu samochodu podczas pokonywania zakrętów może być również jego hamowanie, ponieważ w tym przypadku siła wzdłużna jest dodawana do siły bocznej, a ich suma może przekroczyć siłę przyczepności, która zapobiega poślizgowi (patrz rysunek).
Aby zapobiec poślizgowi pojazdu, który się rozpoczął, konieczne jest: zatrzymanie hamowania bez rozłączania sprzęgła (w pojazdach z ręczną skrzynią biegów); skręć koła w kierunku płóz.
Techniki te są wykonywane, gdy tylko zacznie się poślizg. Po zatrzymaniu płozy należy ustawić koła tak, aby poślizg nie ruszył w drugą stronę.
Najczęściej poślizg uzyskuje się przy gwałtownym hamowaniu na mokrej lub oblodzonej drodze, poślizg zwiększa się szczególnie szybko przy dużej prędkości, dlatego na śliskiej lub oblodzonej drodze i podczas pokonywania zakrętów należy zmniejszyć prędkość bez hamowania.
Przejazd samochodu
Pasywność samochodu to jego zdolność do poruszania się po złych drogach i warunkach terenowych, a także do pokonywania różnych przeszkód na drodze. Przejście jest określone:
- zdolność do pokonywania oporów toczenia za pomocą sił trakcyjnych na kołach;
- ogólne wymiary pojazdu;
- zdolność samochodu do pokonywania przeszkód na drodze.
Głównym czynnikiem charakteryzującym flotację jest stosunek największej siły trakcyjnej zastosowanej na koła napędowe do siły oporu ruchu. W większości przypadków zdolność pojazdu do jazdy w terenie jest ograniczona przez niedostateczną przyczepność kół do drogi, a tym samym niemożność wykorzystania maksymalnej siły uciągu. Aby ocenić przejezdność samochodu na podłożu, należy zastosować współczynnik przyczepności, wyznaczony przez podzielenie ciężaru na koła napędowe przez całkowitą masę samochodu. Największą zdolność do jazdy w terenie mają samochody z napędem na wszystkie koła. W przypadku zastosowania przyczep, które zwiększają masę całkowitą, ale nie zmieniają masy zaczepu, przepustowość jest znacznie zmniejszona.
Na przyczepność kół napędowych do jezdni duży wpływ ma ciśnienie w oponach na drodze oraz rzeźba bieżnika. Specyficzne ciśnienie zależy od nacisku ciężarka na koło na ślad opony. Na luźnych glebach sprawność pojazdu w terenie będzie lepsza, jeśli ciśnienie właściwe będzie mniejsze. Na drogach twardych i śliskich flotacja poprawia się przy wyższym ciśnieniu właściwym. Opona z dużym wzorem bieżnika na miękkich glebach będzie miała większy ślad i mniej specyficzne ciśnienie, podczas gdy na twardych glebach opona będzie miała mniejszy ślad i specyficzne ciśnienie wzrośnie.
O przepuszczalności pojazdu w zakresie gabarytów decydują:
- podłużny promień przejezdności;
- poprzeczny promień przejezdności;
- najmniejsza odległość między najniższymi punktami samochodu a drogą;
- przedni i tylny narożnik przejezdności (kąty wejścia i wyjścia);
- promień zwojów przejezdności poziomej;
- ogólne wymiary samochodu;
- wysokość środka ciężkości pojazdu.
Przyspieszenie to wielkość zmiany prędkości ciała w jednostce czasu. Innymi słowy, przyspieszenie to tempo, w jakim zmienia się prędkość.
A - przyspieszenie, m / s 2
t - interwał zmiany szybkości, s
V 0 - prędkość początkowa ciała, m / s
V - końcowa prędkość ciała, m / s
Przykład zastosowania wzoru.
Samochód przyspiesza od 0 do 108 km / h (30 m / s) w 3 sekundy.
Przyspieszenie, z jakim samochód przyspiesza, jest równe:
a \u003d (V-V o) / t \u003d (30 m / s - 0) / 3c \u003d 10 m / s 2
Inne, bardziej precyzyjne sformułowanie mówi: przyspieszenie jest równe pochodnej prędkości ciała: a \u003d dV / dt
Termin przyspieszenie jest jednym z najważniejszych w fizyce. Przyspieszenie jest używane w zadaniach przyspieszania, hamowania, rzutów, strzałów, upadków. Ale jednocześnie termin ten jest jednym z najtrudniejszych do zrozumienia, przede wszystkim ze względu na jednostkę miary m / s 2 (metr na sekundę na sekundę) nie jest używany w życiu codziennym.
Urządzenie do pomiaru przyspieszenia nazywa się akcelerometrem. Akcelerometry w postaci miniaturowych mikroczipów stosowane są w wielu smartfonach i pozwalają określić siłę z jaką użytkownik oddziałuje na telefon. Dane dotyczące siły uderzenia w urządzenie pozwalają na tworzenie aplikacji mobilnych, które reagują na obrót i drgania ekranu.
Reakcję urządzeń mobilnych na obrót ekranu zapewnia akcelerometr - mikroczip, który mierzy przyspieszenie urządzenia.
Przybliżony schemat akcelerometru pokazano na rysunku. Ogromny ciężar, gwałtownie poruszający się, deformuje sprężyny. Pomiar odkształceń za pomocą kondensatorów (lub elementów piezoelektrycznych) pozwala obliczyć siłę działającą na ciężar i przyspieszenie.
Znając odkształcenie sprężyny, korzystając z prawa Hooke'a (F \u003d k ∙ Δx), można znaleźć siłę działającą na ciężar, a znając ciężar ciężarka, korzystając z drugiej zasady Newtona (F \u003d m ∙ a), można obliczyć przyspieszenie ciężarka.
Na płytce telefonu iPhone 6 akcelerometr mieści się w mikroczipie o wymiarach zaledwie 3 mm na 3 mm.
Sygnalizacja świetlna zmieniła się z czerwonej na żółtą, a następnie zieloną. Samochody z napiętym rykiem startują, po czym na chwilę ucicha odgłos silników - to kierowcy puszczają pedał paliwa i zmieniają biegi, znowu przyspieszenie, kolejna chwila ciszy i znowu przyspieszenie. Zaledwie 100 metrów za skrzyżowaniem ruch samochodów wydaje się uspokajać i toczy się płynnie aż do następnych świateł. Tylko jeden stary samochód "Moskwicz" płynnie i cicho przejechał przez skrzyżowanie. Zdjęcie pokazuje, jak wyprzedził wszystkie samochody i wyjechał daleko przed siebie. Ten samochód podjechał na skrzyżowanie właśnie w momencie, gdy zapaliły się zielone światła, kierowca nie musiał hamować i zatrzymywać auta, po czym nie musiał ponownie przyspieszać. Jak to się dzieje, że jeden samochód (a nawet niewielki "Moskwicz" starej produkcji) łatwo, bez stresu porusza się z prędkością około 50 km / h, podczas gdy inne z oczywistym napięciem stopniowo zwiększają prędkość i długo po tym osiągają prędkość 50 km / h skrzyżowanie, kiedy Moskwicz zbliża się już do następnych świateł? Oczywiście do jednolitego ruchu potrzeba znacznie mniej wysiłku i zużycia energii niż podczas przyspieszania lub, jak mówią, podczas przyspieszania.
Postać: Stosunkowo słaby samochód może wyprzedzić silniejsze, jeśli zbliża się do skrzyżowania w momencie zaświecenia się zielonego światła i nie poświęca żadnego wysiłku na ruszanie i przyspieszanie.
Ale zanim nauczysz się przyspieszać samochód, musisz pamiętać o kilku pojęciach.
Przyspieszenie samochodu
Jeśli samochód przejeżdża tę samą liczbę metrów na sekundę, ruch nazywa się jednostajnym lub stałym. Jeśli odległość przebyta przez samochód zmienia się co sekundę (prędkość), ruch nazywa się:
- wraz ze wzrostem prędkości - przyspieszony
- gdy prędkość spada - wolno
Wywoływany jest przyrost prędkości na jednostkę czasu przyśpieszenie, spadek prędkości na jednostkę czasu - ujemne przyspieszenielub spowolnienie.
Przyspieszenie jest mierzone poprzez zwiększanie lub zmniejszanie prędkości (w metrach na sekundę) w ciągu 1 sekundy. Jeśli prędkość wzrasta o 3 m / s na sekundę, przyspieszenie wynosi 3 m / s na sekundę lub 3 m / s / s lub 3 m / s2.
Przyspieszenie jest oznaczone literą j.
Przyspieszenie równe 9,81 m / s2 (lub zaokrąglone 10 m / s2) odpowiada przyspieszeniu, które, jak wiadomo z doświadczenia, ma swobodnie spadające ciało (bez oporu powietrza) i jest nazywane przyspieszeniem grawitacyjnym. Jest oznaczony literą g.
Przyspieszenie samochodu
Przyspieszenie samochodu jest zwykle przedstawiane graficznie. Ścieżka jest kreślona na osi poziomej wykresu, a prędkość na osi pionowej oraz punkty odpowiadające każdemu przejeżdżanemu segmentowi ścieżki. Zamiast prędkości w skali pionowej można odłożyć czas przyspieszania, jak pokazano na wykresie przyspieszenia samochodów krajowych.
Postać: Wykres ścieżki przyspieszenia.
Wykres przyspieszenia to krzywa o stopniowo malejącym nachyleniu. Nachylenia krzywej odpowiadają momentom zmiany biegów, kiedy przyspieszenie spada na chwilę, ale często nie są one pokazywane.
Bezwładność
Samochód nie może od razu rozwinąć dużej prędkości z miejsca, ponieważ musi pokonać nie tylko siły oporu ruchu, ale także bezwładność.
Bezwładność jest właściwością ciała do utrzymywania stanu spoczynku lub stanu równomiernego ruchu. Z mechaniki wiadomo, że nieruchome ciało można wprawić w ruch (lub zmienić prędkość poruszającego się ciała) tylko pod działaniem siły zewnętrznej. Przezwyciężając działanie bezwładności, siła zewnętrzna zmienia prędkość ciała, innymi słowy, nadaje mu przyspieszenie. Wielkość przyspieszenia jest proporcjonalna do wielkości siły. Im większa masa ciała, tym większa musi być siła, aby nadać temu ciału niezbędne przyspieszenie. Waga - jest to ilość proporcjonalna do ilości substancji w organizmie; masa t jest równa masie ciała G podzielonej przez przyspieszenie ziemskie g (9,81 m / s2):
m \u003d G / 9,81, kg / (m / s2)
Masa samochodu jest odporna na przyspieszenie z siłą Pj, siła ta nazywana jest siłą bezwładności. Aby nastąpiło przyspieszenie, na koła napędowe musi powstać dodatkowa siła pociągowa równa sile bezwładności. Oznacza to, że siła potrzebna do pokonania bezwładności ciała i nadania ciału określonego przyspieszenia j jest proporcjonalna do masy ciała i przyspieszenia. Siła ta jest równa:
Pj \u003d mj \u003d Gj / 9,81, kg
Do przyspieszonego ruchu samochodu wymagane jest dodatkowe zużycie energii:
Nj \u003d Pj * Va / 75 \u003d Gj * Va / 270 * 9,81 \u003d Gj * Va / 2650, KM
Dla dokładności obliczeń należy w równaniach (31) i (32) uwzględnić współczynnik b („delta”) - współczynnik mas wirujących, uwzględniający wpływ mas wirujących samochodu (zwłaszcza koła zamachowego silnika i kół) na przyspieszenie. Następnie:
Nj \u003d Gj * Va * b / 2650, KM
Postać: Wykresy czasu przyspieszania dla samochodów krajowych.
Efekt wirujących mas polega na tym, że oprócz pokonania bezwładności masy samochodu, konieczne jest „rozpędzenie” koła zamachowego, kół i innych wirujących części maszyny, przeznaczając na to część mocy silnika. Wartość współczynnika b można uznać za w przybliżeniu równą:
b \u003d 1,03 + 0,05 * ik ^ 2
gdzie ik to przełożenie w skrzyni biegów.
Teraz na przykładzie samochodu o masie całkowitej 2000 kg łatwo porównać siły potrzebne do utrzymania ruchu tego samochodu po asfalcie z prędkością 50 km / h (dotychczas bez uwzględnienia oporu powietrza) i ruszyć z przyspieszeniem około 2,5 m / sec2, co jest powszechne w nowoczesnych samochodach osobowych.
Zgodnie z równaniem:
Pf \u003d 2000 * 0,015 \u003d 30, kg
Aby pokonać opór bezwładności na najwyższym biegu (ik \u003d 1), wymagana będzie siła:
Pj \u003d 2000 * 2,5 * 1,1 / 9,81 \u003d 560 kg
Samochód nie może rozwinąć takiej siły na najwyższym biegu, należy wrzucić pierwszy bieg (przy przełożeniu ik \u003d 3).
Wtedy otrzymujemy:
Pj \u003d 2000 * 2,5 * 1,5 / 9,81 \u003d 760, kg
co jest całkiem możliwe w przypadku nowoczesnych samochodów osobowych.
Zatem siła potrzebna do startu z postoju jest 25 razy większa niż siła wymagana do utrzymania ruchu ze stałą prędkością 50 km / h.
Aby zapewnić szybkie przyspieszenie samochodu, wymagany jest silnik o dużej mocy. Podczas jazdy ze stałą prędkością (z wyjątkiem maksymalnej) silnik nie pracuje z pełną mocą.
Z powyższego jasno wynika, dlaczego przy ruszaniu należy uwzględnić niższy bieg. Na marginesie zauważamy, że w ciężarówkach zwykle przyspieszanie należy rozpoczynać na drugim biegu. Faktem jest, że na pierwszym biegu (ik jest w przybliżeniu równy 7.) wpływ wirujących mas jest bardzo duży, a siła uciągu nie wystarcza do nadania samochodowi dużego przyspieszenia; przetaktowywanie będzie bardzo powolne.
Na suchej drodze, przy współczynniku przyczepności φ około 0,7, ruszanie na niskim biegu nie jest trudne, ponieważ siła uciągu wciąż przekracza siłę uciągu. Ale na śliskich drogach często można stwierdzić, że siła uciągu na dolnym biegu jest większa niż siła uciągu (zwłaszcza gdy samochód nie jest obciążony), a koła zaczynają się ślizgać. Istnieją dwa wyjścia z tej sytuacji:
- zmniejszenie siły uciągu poprzez ruszanie z niskim zapasem paliwa lub na drugim biegu (dla samochodów ciężarowych - na trzecim);
- zwiększyć współczynnik przyczepności, czyli dodać piasek pod koła napędowe, położyć gałęzie, deski, szmaty, założyć łańcuchy na koła itp.
Podczas przyspieszania szczególnie wpływa na odciążenie przednich kół i dodatkowe obciążenie tylnych kół. Można zaobserwować, jak w momencie ruszania auto zauważalnie, a czasem bardzo ostro „przykuca” na tylne koła. Ta redystrybucja obciążenia występuje również, gdy pojazd porusza się równomiernie. Wynika to z przeciwdziałającego momentu obrotowego. Zęby głównego koła zębatego naciskają na napędzane (koronowe) zęby i niejako dociskają tylną oś do podłoża; zachodzi reakcja, która popycha napęd do góry; następuje lekki obrót całej tylnej osi w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu kół. Sprężyny przymocowane do obudowy osi podnoszą przednią część ramy lub korpusu na swoich końcach i obniżają tylną. Nawiasem mówiąc, zauważamy, że właśnie dzięki odciążeniu przednich kół łatwiej je skręcić, gdy pojazd porusza się z włączonym biegiem, niż podczas jazdy wybiegiem, a nawet bardziej niż na parkingu. Wie o tym każdy kierowca. Wracając jednak do dodatkowo obciążonych tylnych kół.
Dodatkowe obciążenie na tylne koła Zd od przenoszonego momentu obrotowego jest tym większe, im większy jest moment Mk dostarczany na koło i tym krótszy jest rozstaw osi samochodu L (wm):
Oczywiście obciążenie to jest szczególnie duże podczas jazdy na niższych biegach, ponieważ moment dostarczany na koła jest zwiększony. Tak więc w samochodzie GAZ-51 dodatkowe obciążenie na pierwszym biegu to:
Zd \u003d 316 / 3,3 \u003d 96, kg
Podczas ruszania i przyspieszania na samochód działa siła bezwładności Pj, przyłożona w środku ciężkości samochodu i skierowana do tyłu, czyli w kierunku przeciwnym do przyspieszenia. Ponieważ siła Pj jest przyłożona na wysokości hg od płaszczyzny drogi, będzie ona miała tendencję do przewracania się samochodu wokół tylnych kół. W takim przypadku obciążenie tylnych kół wzrośnie, a na przednich zmniejszy się o kwotę:
Postać: Podczas przenoszenia sił z silnika obciążenie na tylne koła wzrasta, a na przednie maleje.
W ten sposób podczas ruszania tylne koła i opony są obciążane ciężarem pojazdu, przenoszonym zwiększonym momentem obrotowym i siłą bezwładności. Obciążenie to działa na łożyska tylnej osi, a głównie na tylne opony. Aby je uratować, musisz rozpocząć tak płynnie, jak to możliwe. Należy przypomnieć, że tylne koła są jeszcze bardziej obciążone w miarę wzrostu. Na stromym wzniesieniu podczas ruszania, a nawet przy wysoko położonym środku ciężkości samochodu, może wystąpić takie odciążenie przednich kół i przeciążenie tylnych, co spowoduje uszkodzenie opon, a nawet przewrócenie samochodu do tyłu.
Postać: Oprócz obciążenia siłą pociągową, podczas przyspieszania, na tylne koła działa dodatkowa siła wynikająca z bezwładności masy pojazdu.
Samochód porusza się z przyspieszeniem, a jego prędkość rośnie, o ile siła pociągowa jest większa niż opór ruchu. Wraz ze wzrostem prędkości zwiększa się opór ruchu; po ustaleniu się równości siły uciągu i oporu samochód uzyskuje równomierny ruch, którego prędkość zależy od wielkości nacisku na pedał paliwa. Jeśli kierowca całkowicie wciśnie pedał paliwa, ta stała prędkość jest jednocześnie największą prędkością pojazdu.
Praca nad pokonaniem oporu toczenia i sił powietrznych nie tworzy rezerwy energii - energia jest wydatkowana na zwalczanie tych sił. Praca nad pokonaniem sił bezwładności podczas przyspieszania samochodu jest zamieniana na energię ruchu. Ta energia nazywana jest energią kinetyczną. Powstały w tym przypadku zapas energii można wykorzystać, jeśli po pewnym przyspieszeniu odłączymy koła napędowe od silnika, przestawimy dźwignię zmiany biegów w położenie neutralne, czyli pozwolimy samochodowi na swobodne toczenie. Ruch wybiegowy trwa do momentu wykorzystania rezerwy energii do pokonania sił oporu ruchu. Należy przypomnieć, że na tym samym odcinku ścieżki zużycie energii na przyspieszenie jest znacznie większe niż na pokonanie sił oporu ruchu. Dlatego też, ze względu na zgromadzoną energię, ścieżka wybiegu może być kilkakrotnie dłuższa niż ścieżka przyspieszenia. Tak więc ścieżka wybiegu od prędkości 50 km / h wynosi około 450 m dla samochodu Pobeda, około 720 m dla samochodu GAZ-51, podczas gdy ścieżka przyspieszenia do tej prędkości wynosi odpowiednio 150-200 mi 250-300 m. Jeśli kierowca nie chce jechać samochodem z bardzo dużą prędkością, może pokonać znaczną część drogi samochodem, oszczędzając w ten sposób energię, a tym samym paliwo.
Prędkość samochodu rozpędzającego się od punktu startowego po prostym odcinku ścieżki o długości km ze stałym przyspieszeniem km / h 2 oblicza się według wzoru. Określ najmniejsze przyspieszenie, z jakim musi się poruszać samochód, aby przejechać kilometr i osiągnąć prędkość co najmniej km / h. Wyraź swoją odpowiedź w km / h 2.
Rozwiązanie problemu
Ta lekcja pokazuje przykład obliczania najmniejszego przyspieszenia samochodu w danych warunkach. Rozwiązanie to można z powodzeniem przygotować do egzaminu z matematyki, w szczególności przy rozwiązywaniu problemów typu B12.
Warunek określa wzór na określenie prędkości pojazdu: przy znanej długości drogi i stałym przyspieszeniu. Aby rozwiązać problem, wszystkie znane wartości są podstawiane do powyższego wzoru na określenie prędkości. W rezultacie uzyskuje się irracjonalną nierówność z jedną niewiadomą. Ponieważ obie strony tej nierówności są większe od zera, są one podniesione do kwadratu zgodnie z główną właściwością nierówności. Wyrażając wartość z otrzymanej nierówności liniowej, wyznaczany jest zakres przyspieszenia. Zgodnie ze stanem problemu dolną granicą tego zakresu jest pożądane najmniejsze przyspieszenie samochodu w danych warunkach.