Shpejtësia e një makine që përshpejtohet nga pika e fillimit përgjatë një segmenti të vijës së drejtë të gjatësisë së rrugës km me një nxitim konstant km / h 2 llogaritet me formulën. Përcaktoni nxitimin më të vogël me të cilin makina duhet të lëvizë në mënyrë që të ngasë një kilometër dhe të fitojë një shpejtësi prej të paktën km / orë. Shprehni përgjigjen tuaj në km / orë 2.
Zgjidhja e problemit
Ky mësim demonstron një shembull të llogaritjes së nxitimit më të vogël të një makine në kushte të dhëna. Kjo zgjidhje mund të përdoret për t'u përgatitur me sukses për provimin në matematikë, në veçanti, kur zgjidhni probleme si B12.
Kushti specifikon formulën për përcaktimin e shpejtësisë së automjetit: me një gjatësi të njohur të rrugës dhe nxitim konstant. Për të zgjidhur problemin, të gjitha vlerat e njohura zëvendësohen në formulën e mësipërme për përcaktimin e shpejtësisë. Si rezultat, marrim një pabarazi irracionale me një të panjohur. Meqenëse të dy anët e kësaj pabarazie janë më të mëdha se zero, ato katrorizohen sipas vetisë kryesore të pabarazisë. Duke shprehur vlerën nga pabarazia lineare e fituar, diapazoni i nxitimit përcaktohet. Sipas gjendjes së problemit, kufiri i poshtëm i këtij diapazoni është përshpejtimi më i vogël i dëshiruar i makinës në kushtet e dhëna.
Pavarësisht se kush po drejton një makinë - një shofer me përvojë me njëzet vjet përvojë ose një fillestar i cili vetëm dje mori licencën e tij të shumëpritur - një situatë emergjente mund të ndodhë në rrugë në çdo kohë për shkak të:
- shkeljet e trafikut nga çdo përdorues i rrugës;
- gjendja e gabuar e automjetit;
- shfaqja e papritur e një personi ose e një kafshe në rrugë;
- faktorët objektivë (rruga e keqe, dukshmëria e dobët, rënia e gurëve, pemët, etj.).
Distanca e sigurt midis automjeteve
Sipas pikës 13.1 të Rregullave të Trafikut Rrugor, shoferi duhet të mbahet nga automjeti përpara në një distancë të mjaftueshme që do ta lejojë atë të frenojë në kohë.
Mosrespektimi i distancës është një nga shkaqet kryesore të aksidenteve në trafik.
Në rast të ndalimit të papritur të automjetit përpara, shoferi i makinës që e ndjek nga afër nuk ka kohë të frenojë. Rezultati është një përplasje e dy dhe nganjëherë më shumë automjete.
Për të përcaktuar distancën e sigurt midis makinave gjatë drejtimit, rekomandohet të merrni një vlerë numerike të plotë të shpejtësisë. Për shembull, shpejtësia e një makine është 60 km / orë. Kjo do të thotë që distanca midis tij dhe automjetit përpara duhet të jetë 60 metra.
Pasojat e mundshme të përplasjeve
Sipas rezultateve të testeve teknike, një ndikim i fortë i një makine në lëvizje kundër një pengese në fuqi korrespondon me një rënie:
- me 35 km / orë - nga një lartësi 5 metra;
- me 55 km / orë - 12 metra (nga 3-4 kate);
- me 90 km / orë - 30 metra (nga kati i 9 -të);
- me 125 km / orë - 62 metra.
Shtë e qartë se një përplasje e një automjeti me një automjet tjetër ose pengesë tjetër, madje edhe me shpejtësi të ulët, kërcënon njerëzit me lëndime, dhe në rastin më të keq, vdekje.
Prandaj, në rast emergjence, është e nevojshme të bëhet gjithçka e mundur për të parandaluar përplasje të tilla dhe për të shmangur pengesën ose frenimin emergjent.
Cili është ndryshimi midis distancës së frenimit dhe distancës së ndalimit?
Distanca e ndalimit - distanca që do të kalojë makina gjatë periudhës nga momenti kur shoferi zbulon pengesa deri në ndalimin përfundimtar të lëvizjes.
Ai përfshin:
Ajo që përcakton distancën e frenimit
Ekzistojnë një numër faktorësh që ndikojnë në gjatësinë e tij:
- shpejtësia e sistemit të frenimit;
- shpejtësia e automjetit në momentin e frenimit;
- lloji i rrugës (asfalt, papastërti, zhavorr, etj.);
- gjendja e sipërfaqes së rrugës (pas shiut, akullit, etj.);
- gjendja e gomave (të reja ose me këmbë të konsumuar);
- presioni i gomes.
Distanca e frenimit të një makine është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e shpejtësisë së saj. Kjo do të thotë, me një rritje të shpejtësisë 2 herë (nga 30 në 60 kilometra në orë), distanca e frenimit rritet 4 herë, 3 herë (90 km / orë) - 9 herë.
Frenimi emergjent
Frenimi emergjent (emergjent) përdoret kur ekziston rreziku i përplasjes ose përplasjes.
Ju nuk duhet ta shtypni frenën shumë ashpër dhe fort - në këtë rast rrotat janë të bllokuara, makina humbet kontrollin, fillon të rrëshqasë përgjatë pista "rrëshqitje".
Simptomat e rrotave të kyçura gjatë frenimit:
- shfaqja e dridhjeve të rrotave;
- zvogëlimi i frenimit të automjetit;
- shfaqja e një tingulli kruajtës ose kërcitës nga gomat;
- makina ka rrëshqitur, nuk reagon ndaj lëvizjeve të drejtimit.
E RORTNDSISHME: Nëse është e mundur, është e nevojshme të bëni një frenim paralajmërues (gjysmë sekonde) për makinat që vijnë pas, lëshoni në çast pedalin e frenave dhe menjëherë filloni frenimin emergjent.
Llojet e frenimit emergjent
1. Frenimi i përhershëm - vendosni frenën (pa bllokuar rrotat) dhe lëshojeni plotësisht. Kështu përsërisni derisa makina të ndalet plotësisht.
Në momentin e lëshimit të pedalit të frenave, drejtimi i udhëtimit duhet të jetë i përafruar për të shmangur rrëshqitjen.
Frenimi i ndërprerë përdoret gjithashtu kur ngasni në rrugë të rrëshqitshme ose të pabarabarta, duke frenuar para gropave ose zonave të akullta.
2. Frenimi i hapit - shtypni frenën derisa njëra prej rrotave të bllokohet, pastaj lironi menjëherë presionin mbi pedalin. Përsëriteni këtë derisa makina të ndalojë së lëvizuri plotësisht.
Në momentin e dobësimit të presionit në pedalin e frenave, është e nevojshme të rreshtoni drejtimin e lëvizjes me timonin në mënyrë që të shmangni rrëshqitjen.
3. Frenimi i motorit në automjetet me një transmetim manual - shtypni tufën, ndryshoni në një ingranazh më të ulët, përsëri në tufë, etj., Duke u ulur në mënyrë alternative në atë më të ulët.
Në raste të veçanta, ju mund të zbresni nga rendi, por disa në të njëjtën kohë.
4. Frenimi në prani të ABS: nëse makina ka një transmetim automatik, gjatë frenimit emergjent, është e nevojshme të përdorni frenën me forcë maksimale derisa të ndalojë plotësisht, dhe në makinat me një transmetim manual, njëkohësisht aplikoni të fortë presion mbi pedalet e frenave dhe tufës.
Kur aktivizohet ABS, pedali i frenave do të dridhet dhe do të prodhohet një tingull i freskët. Kjo është normale dhe ju duhet të vazhdoni të shtypni pedalin me gjithë forcën tuaj derisa automjeti të ndalojë.
E NDALUAR: Gjatë frenimit emergjent, duke përdorur frenën e parkimit - kjo do të çojë në një kthesë të makinës dhe rrëshqitje të pakontrolluar për shkak të bllokimit të plotë të rrotave të makinës.
Makina, pavarësisht nëse është në lëvizje apo e palëvizshme, i nënshtrohet gravitetit (peshës), të drejtuar vertikalisht poshtë.
Graviteti i shtyn rrotat e makinës kundër rrugës. Rezultati i kësaj force ndodhet në qendër të gravitetit. Shpërndarja e peshës së automjetit përgjatë akseve varet nga vendndodhja e qendrës së gravitetit. Sa më afër qendrës së gravitetit të jetë një nga akset, aq më e madhe është ngarkesa në atë bosht. Në makinat e pasagjerëve, ngarkesa e boshtit shpërndahet afërsisht në mënyrë të barabartë.
Vendndodhja e qendrës së gravitetit jo vetëm në lidhje me boshtin gjatësor, por edhe në lartësi është me rëndësi të madhe për stabilitetin dhe kontrollueshmërinë e automjetit. Sa më e lartë të jetë qendra e gravitetit, aq më pak e qëndrueshme do të jetë automjeti. Nëse makina është në një sipërfaqe horizontale, atëherë forca e gravitetit drejtohet poshtë. Në një sipërfaqe të prirur, ajo zbërthehet në dy forca (shiko figurën): njëra prej tyre shtyp rrotat në sipërfaqen e rrugës, dhe tjetra tenton të përmbysë makinën. Sa më e lartë të jetë qendra e gravitetit dhe sa më i madh këndi i pjerrësisë së automjetit, aq më shpejt stabiliteti do të rrezikohet dhe automjeti mund të përmbyset.
Gjatë lëvizjes, përveç gravitetit, një numër forcash të tjera veprojnë në makinë, për të kapërcyer të cilat shpenzohet fuqia e motorit.
Figura tregon një diagramë të forcave që veprojnë në automjet gjatë drejtimit. Kjo perfshin:
- forca e rezistencës së rrotullimit të shpenzuar në deformimin e gomës dhe rrugës, në fërkimin e gomës kundër rrugës, fërkimin në kushinetat e rrotave lëvizëse, etj.;
- forca e rezistencës ndaj ngritjes (nuk tregohet në figurë), në varësi të peshës së automjetit dhe këndit të ngritjes;
- forca e rezistencës së ajrit, vlera e së cilës varet nga forma (rryma) e makinës, shpejtësia relative e lëvizjes së saj dhe dendësia e ajrit;
- forcë centrifugale që lind gjatë lëvizjes së makinës në kthesë dhe drejtohet në drejtim të kundërt me kthesën;
- forca e inercisë së lëvizjes, vlera e së cilës përbëhet nga forca e kërkuar për të përshpejtuar masën e makinës në lëvizjen e saj përpara, dhe forca e kërkuar për nxitimin këndor të pjesëve rrotulluese të makinës.
Lëvizja e makinës është e mundur vetëm nëse rrotat e saj kanë ngjitje të mjaftueshme në sipërfaqen e rrugës.
Nëse forca tërheqëse është e pamjaftueshme (më pak se forca tërheqëse në rrotat lëvizëse), atëherë rrotat rrëshqasin.
Ngjitja në rrugë varet nga pesha në timon, gjendja e sipërfaqes së rrugës, presioni i ajrit në goma dhe modeli i shkeljes.
Për të përcaktuar ndikimin e kushteve të rrugës në forcën tërheqëse, përdoret koeficienti i aderimit, i cili përcaktohet duke ndarë forcën tërheqëse të rrotave lëvizëse të makinës me peshën e makinës që bie në këto rrota.
Koeficienti i aderimit varet nga lloji i sipërfaqes së rrugës dhe nga gjendja e saj (prania e lagështirës, baltës, borës, akullit); vlera e tij jepet në tabelë (shiko figurën).
Në rrugët e asfaltuara, koeficienti i ngjitjes zvogëlohet ndjeshëm nëse ka papastërti dhe pluhur të lagësht në sipërfaqe. Në këtë rast, papastërtia formon një film që zvogëlon në mënyrë drastike koeficientin e ngjitjes.
Në rrugët me beton të asfaltuar, në mot të nxehtë, shfaqet në sipërfaqe një film me vaj bitumi të spikatur, i cili zvogëlon koeficientin e ngjitjes.
Një rënie në koeficientin e ngjitjes së rrotave në rrugë vërehet gjithashtu me një rritje të shpejtësisë së lëvizjes. Pra, me një rritje të shpejtësisë së lëvizjes në një rrugë të thatë me trotuar asfalt betoni nga 30 në 60 km / orë, koeficienti i fërkimit zvogëlohet me 0.15.
Përshpejtim, nxitim, rrokulliset përpara
Fuqia e motorit shpenzohet për drejtimin e rrotave drejtuese të automjetit dhe kapërcimin e forcave të fërkimit në mekanizmat e transmetimit.
Nëse vlera e forcës me të cilën rrotat lëvizin, duke krijuar një forcë tërheqëse, është më e madhe se forca totale e rezistencës ndaj lëvizjes, atëherë makina do të lëvizë me nxitim, d.m.th. me overclocking.
Përshpejtimi është rritja e shpejtësisë për njësi të kohës. Nëse përpjekja tërheqëse është e barabartë me forcat e rezistencës ndaj lëvizjes, atëherë makina do të lëvizë pa nxitim me një shpejtësi uniforme. Sa më e lartë të jetë fuqia maksimale e motorit dhe sa më e ulët vlera e forcave totale të rezistencës, aq më shpejt makina do të arrijë shpejtësinë e caktuar.
Për më tepër, sasia e nxitimit ndikohet nga pesha e makinës, raporti i kutisë së shpejtësisë, ngasja përfundimtare, numri i ingranazheve dhe thjeshtimi i makinës.
Gjatë vozitjes, një sasi e caktuar e energjisë kinetike grumbullohet, dhe makina merr vrull. Për shkak të inercisë, makina mund të lëvizë për ca kohë me motorin jashtë bregdetit. Bregu përdoret për të kursyer karburant.
Frenimi i makinës
Frenimi i makinës ka një rëndësi të madhe për sigurinë e vozitjes dhe varet nga cilësitë e tij të frenimit. Sa më të mira dhe më të besueshme të jenë frenat, aq më shpejt mund të ndaloni një makinë në lëvizje dhe aq më shpejt mund të lëvizni, dhe për këtë arsye sa më e lartë të jetë shpejtësia mesatare e saj.
Kur automjeti është në lëvizje, energjia kinetike e grumbulluar absorbohet gjatë frenimit. Frenimi ndihmohet nga forcat e rezistencës së ajrit, rezistencës së rrotullimit dhe rezistencës së ngritjes. Në një shpat, nuk ka forca të rezistencës lart dhe një komponent graviteti i shtohet inercisë së automjetit, gjë që e bën frenimin të vështirë.
Kur frenoni, midis rrotave dhe rrugës, krijohet një forcë frenimi që është e kundërt me drejtimin e forcës tërheqëse. Frenimi varet nga marrëdhënia midis forcës së frenimit dhe tërheqjes. Nëse forca e ngjitjes së rrotave në rrugë është më e madhe se forca e frenimit, atëherë makina do të frenohet. Nëse forca e frenimit është më e madhe se forca e ngjitjes, atëherë kur rrotat frenohen, ato do të rrëshqasin në lidhje me rrugën. Në rastin e parë, kur frenoni, rrotat rrotullohen, duke ngadalësuar gradualisht rrotullimin, dhe energjia kinetike e makinës shndërrohet në energji ngrohëse, e cila ngroh pads dhe disqet e frenave (daullet). Në rastin e dytë, rrotat do të ndalojnë rrotullimin dhe do të rrëshqasin përgjatë rrugës, kështu që shumica e energjisë kinetike do të shndërrohet në nxehtësi nga fërkimi i gomave në rrugë. Ndalimi i frenimit dëmton trajtimin e automjetit, veçanërisht në rrugë të rrëshqitshme, dhe çon në konsumimin e përshpejtuar të gomave.
Forca më e madhe e frenimit mund të merret vetëm kur momentet e frenimit në rrota janë proporcionale me ngarkesat e aplikuara në to. Nëse ky proporcionalitet nuk respektohet, atëherë forca e frenimit në njërën nga rrotat nuk do të përdoret plotësisht.
Performanca e frenimit vlerësohet nga distanca e frenimit dhe shkalla e ngadalësimit.
Distanca e frenimit është distanca që automjeti kalon nga fillimi i frenimit deri në ndalimin e plotë. Ngadalësimi i automjetit është sasia me të cilën shpejtësia e automjetit zvogëlohet për njësi të kohës.
Trajtimi i automjeteve
Kontrollueshmëria e një makine kuptohet si aftësia e saj për të ndryshuar drejtimin e lëvizjes.
Kur vozisni në një vijë të drejtë, është shumë e rëndësishme që rrotat e drejtuara të mos kthehen rastësisht dhe shoferi të mos ketë nevojë të shpenzojë përpjekje për t'i mbajtur rrotat në drejtimin e duhur. Makina siguron stabilizimin e rrotave të drejtuara në pozicionin e lëvizjes përpara, e cila arrihet nga këndi gjatësor i pjerrësisë së boshtit drejtues dhe këndi midis rrafshit të rrotullimit të timonit dhe vertikalit. Për shkak të prirjes gjatësore, rrota është vendosur në mënyrë që baza e saj në lidhje me boshtin e boshtit të tërhiqet prapa me një sasi a dhe puna e tij është e ngjashme me një rul (shiko figurën).
Kur anoni anash, rrotullimi i timonit është gjithmonë më i vështirë sesa ta ktheni atë në pozicionin e tij origjinal - të vozisni në një vijë të drejtë. Kjo është për shkak të faktit se kur rrota është kthyer, pjesa e përparme e makinës ngrihet me një sasi b(shoferi aplikon relativisht më shumë forcë në timon).
Për t'i kthyer rrotat e drejtuara në pozicionin e drejtë përpara, pesha e automjetit ndihmon në drejtimin e rrotave dhe shoferi aplikon një sasi të vogël force në timon.
Në makinat, veçanërisht ato me presion të ulët të gomave, ndodh rrëshqitja anësore. Rrëshqitja anësore ndodh kryesisht për shkak të forcave anësore që shkaktojnë devijim anësor të gomës; në këtë rast, rrotat nuk rrotullohen në një vijë të drejtë, por zhvendosen në anën nën veprimin e një force anësore (shih figurën).
Të dy rrotat në boshtin e përparmë kanë të njëjtin kënd rrëshqitje. Kur rrotat zhvendosen, rrezja e kthesës ndryshon, e cila rritet, duke zvogëluar drejtimin e makinës, ndërsa stabiliteti i drejtimit nuk ndryshon.
Kur rrotat e boshtit të pasmë zhvendosen, rrezja e kthesës zvogëlohet, kjo është veçanërisht e dukshme nëse këndi i tërheqjes së rrotave të pasme është më i madh se ai i rrotave të përparme, stabiliteti i lëvizjes është i shqetësuar, makina fillon të "yaw" dhe shoferi duhet të korrigjojë drejtimin e udhëtimit gjatë gjithë kohës. Për të zvogëluar efektin e rrëshqitjes në trajtimin e automjetit, presioni i ajrit në gomat e rrotave të përparme duhet të jetë pak më i vogël se ai i rrotave të pasme. Sa më e madhe të jetë forca anësore që vepron në makinë, për shembull, në një kthesë të mprehtë, ku lindin forca të mëdha centrifugale, aq më shumë do të jetë rrëshqitja e rrotës.
Rrëshqitja e makinës
Rrëshqitja është rrëshqitja anësore e rrotave të pasme ndërsa automjeti vazhdon të ecë përpara. Ndonjëherë rrëshqitja mund të bëjë që automjeti të kthehet rreth boshtit të tij vertikal.
Rrëshqitja mund të ndodhë për një numër arsyesh. Nëse i rrotulloni rrotat e drejtuara, mund të rezultojë se forcat inerciale do të bëhen më të mëdha se sa ngjitja e rrotave në rrugë, veçanërisht në rrugët e rrëshqitshme.
Me forca të pabarabarta tërheqëse ose frenuese të aplikuara në rrota në anën e djathtë dhe të majtë, duke vepruar në drejtimin gjatësor, ndodh një moment kthese, duke çuar në një rrëshqitje. Shkaku i menjëhershëm i rrëshqitjes gjatë frenimit është forcat e pabarabarta të frenimit në rrotat e një aksi, ngjitja e pabarabartë e rrotave të anës së djathtë ose të majtë në rrugë, ose vendosja e pahijshme e ngarkesës në lidhje me boshtin gjatësor të automjetit. Arsyeja e rrëshqitjes së makinës gjatë kthesës mund të jetë gjithashtu frenimi i saj, pasi në këtë rast një forcë gjatësore i shtohet forcës anësore dhe shuma e tyre mund të tejkalojë forcën e ngjitjes që parandalon rrëshqitjen (shiko figurën).
Për të parandaluar rrëshqitjen e automjetit që ka filluar, ju duhet: të ndaloni frenimin pa shkyçur tufën (në automjetet me transmetim manual); ktheni rrotat drejt rrëshqitjes.
Këto teknika kryhen sapo fillon rrëshqitja. Pas ndalimit të rrëshqitjes, duhet të rreshtoni rrotat në mënyrë që rrëshqitja të mos fillojë në drejtimin tjetër.
Më shpesh, rrëshqitja merret kur frenoni papritmas në një rrugë të lagësht ose të akullt, rrëshqitja rritet veçanërisht shpejt me shpejtësi të lartë, prandaj, në një rrugë të rrëshqitshme ose të akullt dhe kur bëni kthesa, duhet të zvogëloni shpejtësinë pa aplikuar frenim.
Kalimi i makinës
Kalueshmëria e një makine është aftësia e saj për të lëvizur në rrugë të këqija dhe në kushte jashtë rrugës, si dhe për të kapërcyer pengesa të ndryshme gjatë rrugës. Kalimi përcaktohet:
- aftësia për të kapërcyer rezistencën e rrotullimit duke përdorur forcat tërheqëse në rrota;
- dimensionet e përgjithshme të automjetit;
- aftësia e makinës për të kapërcyer pengesat në rrugë.
Faktori kryesor që karakterizon flotacionin është raporti midis forcës më të madhe tërheqëse të përdorur në rrotat e vozitjes dhe forcës së rezistencës ndaj lëvizjes. Në shumicën e rasteve, kalueshmëria e një makine është e kufizuar nga tërheqja e pamjaftueshme e rrotave me rrugën dhe, për këtë arsye, pamundësia për të përdorur forcën maksimale tërheqëse. Për të vlerësuar kalueshmërinë e makinës në tokë, përdorni koeficientin e peshës së ngjitjes, të përcaktuar duke e ndarë peshën në rrotat e drejtimit me peshën totale të makinës. Aftësinë më të madhe ndër-vend e posedojnë makinat në të cilat drejtojnë të gjitha rrotat. Në rastin e përdorimit të rimorkiove që rrisin peshën totale, por që nuk ndryshojnë peshën e bashkimit, përshkueshmëria zvogëlohet ndjeshëm.
Ngjitja e rrotave lëvizëse në rrugë ndikohet ndjeshëm nga presioni specifik i gomave në rrugë dhe modeli i shkeljes. Presioni specifik përcaktohet nga presioni i peshës në timon në gjurmën e gomave. Në tokat e lirshme, aftësia ndër-automjete e automjeteve do të jetë më e mirë nëse presioni specifik është më i vogël. Në rrugët e vështira dhe të rrëshqitshme, notimi përmirësohet me presion më të lartë specifik. Një gomë me një model të madh të shkeljes në tokat e buta do të ketë një gjurmë më të madhe dhe do të ketë një presion më të ulët specifik, ndërsa në tokat e forta kjo gomë do të ketë një gjurmë më të vogël dhe presioni specifik rritet.
Përçueshmëria e automjetit në aspektin e dimensioneve të përgjithshme përcaktohet nga:
- rreze gjatësore e kalueshmërisë;
- rreze tërthore e kalueshmërisë;
- distanca më e vogël midis pikave më të ulëta të makinës dhe rrugës;
- këndi i përparmë dhe i pasëm i kalueshmërisë (këndet e hyrjes dhe daljes);
- rrezja e kthesave të aftësisë horizontale ndër-vend;
- dimensionet e përgjithshme të makinës;
- lartësia e qendrës së gravitetit të automjetit.
Semafori ndryshoi nga e kuqe në të verdhë, pastaj e gjelbër. Me një ulërimë të tensionuar, makinat ngrihen, pastaj zhurma e motorëve shuhet për një moment - janë shoferët ata që lëshojnë pedalin e karburantit dhe ndryshojnë shpejtësinë, përshpejtimin përsëri, një moment tjetër heshtjeje dhe përsëri nxitim. Vetëm 100 metra pas udhëkryqit, rrjedha e makinave duket se qetësohet dhe rrokulliset pa probleme deri në semaforin tjetër. Vetëm një makinë e vjetër Moskvich kaloi kryqëzimin pa probleme dhe në heshtje. Fotografia tregon se si ai kapërceu të gjitha makinat dhe u tërhoq shumë përpara. Kjo makinë shkoi deri në kryqëzim pikërisht në momentin kur u ndez semafori i gjelbër, shoferi nuk duhej të frenonte dhe ndalonte makinën, nuk duhej të përshpejtonte përsëri pas kësaj. Si ndodh që një makinë (dhe madje edhe një "Moskvich" me fuqi të ulët të prodhimit të vjetër) lehtë, pa stres lëviz me një shpejtësi prej rreth 50 km / orë, ndërsa të tjerët me tension të dukshëm gradualisht marrin shpejtësinë dhe arrijnë një shpejtësi prej 50 km / orë e gjatë pas udhëkryqit kur Moskvich tashmë po i afrohet semaforit tjetër? Natyrisht, për një lëvizje uniforme, kërkohet shumë më pak përpjekje dhe konsum i energjisë sesa gjatë nxitimit ose, siç thonë ata, gjatë lëvizjes së përshpejtuar.
Oriz. Një makinë relativisht e dobët mund të kapërcejë ato më të fuqishme nëse i afrohet kryqëzimit në momentin kur ndizet drita jeshile dhe nuk shpenzon asnjë përpjekje për fillimin dhe përshpejtimin.
Por, para se të studioni përshpejtimin e një makine, duhet të mbani mend disa koncepte.
Përshpejtimi i makinës
Nëse një makinë kalon të njëjtin numër metrash çdo sekondë, lëvizja quhet uniforme ose e qëndrueshme. Nëse distanca e përshkuar nga makina ndryshon çdo sekondë (shpejtësia), lëvizja quhet:
- me shpejtësi në rritje - të përshpejtuar
- kur shpejtësia zvogëlohet - më ngadalë
Rritja e shpejtësisë për njësi të kohës quhet nxitim, ulje e shpejtësisë për njësi të kohës - nxitim negativ, ose ngadalësimin.
Përshpejtimi matet duke rritur ose zvogëluar shpejtësinë (në metra për sekondë) në 1 sekondë. Nëse shpejtësia rritet me 3 m / sek për sekondë, nxitimi është 3 m / sek për sekondë ose 3 m / sek / sek ose 3 m / sek2.
Përshpejtimi shënohet me shkronjën j.
Përshpejtimi i barabartë me 9.81 m / s2 (ose, i rrumbullakosur, 10 m / s2), korrespondon me nxitimin që, siç dihet nga përvoja, ka një trup që bie lirshëm (përjashton rezistencën e ajrit), dhe quhet nxitim i gravitetit. Shënohet me shkronjën g.
Përshpejtimi i makinës
Përshpejtimi i një makine zakonisht përshkruhet në mënyrë grafike. Rruga është vizatuar në boshtin horizontal të grafikut, dhe shpejtësia është vizatuar në boshtin vertikal, dhe pikat që korrespondojnë me secilin segment të përshkuar të rrugës janë vizatuar. Në vend të shpejtësisë në një shkallë vertikale, mund të shtyni kohën e nxitimit, siç tregohet në grafikun e përshpejtimit të makinave vendase.
Oriz. Grafiku i rrugës së përshpejtimit.
Grafiku i nxitimit është një kurbë me një pjerrësi gradualisht në rënie. Pjerrësitë e kurbës korrespondojnë me momentet e ndërrimit të ingranazheve, kur nxitimi bie për një moment, por ato shpesh nuk shfaqen.
Inercia
Një makinë nuk mund të zhvillojë menjëherë një shpejtësi të madhe nga një vend, sepse duhet të kapërcejë jo vetëm forcat e rezistencës ndaj lëvizjes, por edhe inercinë.
Inercia- Kjo është pronë e trupit për të mbajtur një gjendje pushimi ose një gjendje lëvizjeje të njëtrajtshme. Nga mekanika dihet se një trup i palëvizshëm mund të vihet në lëvizje (ose shpejtësia e një trupi në lëvizje ndryshohet) vetëm nën veprimin e një force të jashtme. Duke kapërcyer veprimin e inercisë, forca e jashtme ndryshon shpejtësinë e trupit, me fjalë të tjera, i jep atij përshpejtim. Sasia e nxitimit është proporcionale me sasinë e forcës. Sa më e madhe të jetë masa e trupit, aq më e madhe duhet të jetë forca për t'i dhënë këtij trupi përshpejtimin e nevojshëm. Peshaështë një sasi proporcionale me sasinë e substancës në trup; masa t është e barabartë me peshën e trupit G të ndarë me nxitimin e gravitetit g (9.81 m / s2):
m = G / 9.81, kg / (m / sek2)
Masa e makinës i reziston nxitimit me një forcë Pj, kjo forcë quhet forca e inercisë. Në mënyrë që të ndodhë nxitimi, duhet të krijohet një forcë tërheqëse shtesë e barabartë me forcën e inercisë në rrotat lëvizëse. Kjo do të thotë se forca e kërkuar për të kapërcyer inercinë e trupit dhe për të dhënë një nxitim të caktuar j në trup është proporcionale me masën dhe nxitimin e trupit. Kjo forcë është e barabartë me:
Pj = mj = Gj / 9.81, kg
Për lëvizjen e përshpejtuar të makinës, kërkohet konsum shtesë i energjisë:
Nj = Pj * Va / 75 = Gj * Va / 270 * 9.81 = Gj * Va / 2650, hp
Për saktësinë e llogaritjeve, një faktor b ("delta") duhet të përfshihet në ekuacionet (31) dhe (32) - koeficienti i masave rrotulluese, duke marrë parasysh efektin e masave rrotulluese të makinës (veçanërisht volantin e motorit dhe rrotat) mbi nxitimin. Pastaj:
Nj = Gj * Va * b / 2650, hp
Oriz. Grafikët e përshpejtimit të makinave vendase.
Efekti i masave rrotulluese është se, përveç kapërcimit të inercisë së masës së makinës, është e nevojshme të "rrotulloni" volantin, rrotat dhe pjesët e tjera rrotulluese të makinës, duke shpenzuar një pjesë të fuqisë së motorit për këtë. Vlera e koeficientit b mund të konsiderohet afërsisht e barabartë me:
b = 1.03 + 0.05 * ik ^ 2
ku ik është raporti i ingranazheve në kutinë e shpejtësisë.
Tani, duke marrë si shembull një makinë me një peshë bruto prej 2000 kg, është e lehtë të krahasohen forcat e kërkuara për të ruajtur lëvizjen e kësaj makine në asfalt me një shpejtësi prej 50 km / orë (deri tani pa marrë parasysh ajrin rezistencë) dhe për ta nisur atë me një përshpejtim prej rreth 2.5 m / sek2, i cili është i zakonshëm në makinat moderne të pasagjerëve.
Sipas ekuacionit:
Pf = 2000 * 0.015 = 30, kg
Për të kapërcyer rezistencën e inercisë në ingranazhin më të lartë (ik = 1), kërkohet forcë:
Pj = 2000 * 2.5 * 1.1 / 9.81 = 560, kg
Makina nuk mund të zhvillojë një forcë të tillë në ingranazhet e sipërme, ju duhet të ndizni ingranazhin e parë (me një raport ingranazhi ik = 3).
Pastaj marrim:
Pj = 2000 * 2.5 * 1.5 / 9.81 = 760, kg
e cila është mjaft e mundshme për veturat moderne të pasagjerëve.
Pra, forca e kërkuar për të filluar nga një vendndodhje është 25 herë më e madhe se forca e kërkuar për të ruajtur lëvizjen me një shpejtësi konstante prej 50 km / orë.
Për të siguruar përshpejtimin e shpejtë të makinës, kërkohet të instaloni një motor me fuqi të lartë. Kur ngasni me një shpejtësi konstante (përveç shpejtësisë maksimale), motori nuk funksionon me fuqi të plotë.
Nga sa më sipër, është e qartë pse, kur filloni, duhet të përfshini një ingranazh më të ulët. Në kalim, ne vërejmë se në kamionë, zakonisht duhet të filloni përshpejtimin në shpejtësinë e dytë. Fakti është se në ingranazhin e parë (ik është afërsisht i barabartë me 7.) ndikimi i masave rrotulluese është shumë i madh dhe forca tërheqëse nuk është e mjaftueshme për t'i dhënë një nxitim të madh makinës; nxitimi do të jetë shumë i ngadalshëm.
Në rrugët e thata, me një koeficient mbërthimi φ prej rreth 0.7, nisja me ingranazhe të ulëta nuk është e vështirë sepse forca tërheqëse ende tejkalon forcën tërheqëse. Por në rrugët e rrëshqitshme, shpesh mund të gjendet se forca tërheqëse në ingranazhin e poshtëm është më e madhe se forca tërheqëse (veçanërisht kur makina nuk është e ngarkuar), dhe rrotat fillojnë të rrëshqasin. Ka dy mënyra për të dalë nga kjo situatë:
- për të zvogëluar forcën tërheqëse duke filluar me një furnizim të ulët të karburantit ose në marshin e dytë (për kamionët - në marshin e tretë);
- rrisni koeficientin e ngjitjes, domethënë derdhni rërë nën rrotat e vozitjes, vendosni degë, dërrasa, lecka, vendosni zinxhirë në rrota, etj.
Gjatë nxitimit, shkarkimi i rrotave të përparme dhe ngarkesa shtesë e rrotave të pasme preken veçanërisht. Ju mund të vëzhgoni se si, në momentin e fillimit, makina dukshëm, dhe nganjëherë shumë "ashpër" në rrotat e pasme. Ky rishpërndarje e ngarkesës ndodh edhe kur automjeti po lëviz në mënyrë të barabartë. Kjo është për shkak të çift rrotullues kundërshtues. Dhëmbët e ingranazhit të ingranazhit kryesor shtypin në dhëmbët e drejtuar (kurorës) dhe, siç ishte, shtypni boshtin e pasëm në tokë; kjo shkakton një reagim që shtyn ingranazhin e makinës lart; ka një rrotullim të lehtë të të gjithë boshtit të pasëm në drejtim të kundërt me drejtimin e rrotullimit të rrotave. Burimet e bashkangjitura në strehimin e boshtit ngrenë pjesën e përparme të kornizës ose trupit në skajet e tyre dhe ulin pjesën e pasme. Rastësisht, ne vërejmë se pikërisht për shkak të shkarkimit të rrotave të përparme është më e lehtë t'i ktheni ato ndërsa automjeti është në lëvizje me ingranazhin e angazhuar sesa gjatë lundrimit, dhe madje edhe më shumë sesa në parkingun. Çdo shofer e di këtë. Sidoqoftë, përsëri në rrotat e pasme të ngarkuara shtesë.
Ngarkesa shtesë në rrotat e pasme Zd nga çift rrotullues i transmetuar është më i madh, aq më i madh është momenti që Mk furnizohet me timon dhe aq më e shkurtër baza e rrotave të makinës L (në m):
Natyrisht, kjo ngarkesë është veçanërisht e madhe kur ngasni në ingranazhe të ulëta, pasi çift rrotullues i furnizuar me rrota është rritur. Pra, në një makinë GAZ-51, ngarkesa shtesë në ingranazhin e parë është:
Zd = 316 / 3.3 = 96, kg
Gjatë fillimit dhe nxitimit, forca e inercisë Pj vepron në makinë, e aplikuar në qendrën e gravitetit të makinës dhe e drejtuar prapa, domethënë në drejtim të kundërt me nxitimin. Meqenëse forca Pj zbatohet në një lartësi hg nga rrafshi i rrugës, ajo do të tentojë të përmbysë makinën rreth rrotave të pasme, si të thuash. Në këtë rast, ngarkesa në rrotat e pasme do të rritet, dhe në rrotat e përparme do të ulet me sasinë:
Oriz. Kur transferoni forcat nga motori, ngarkesa në rrotat e pasme rritet, dhe në rrotat e përparme zvogëlohet.
Kështu, kur niseni, rrotat e pasme dhe gomat i nënshtrohen ngarkesës nga pesha e automjetit, nga çift rrotullimi i rritur i transmetuar dhe nga forca e inercisë. Kjo ngarkesë vepron në kushinetat e boshtit të pasmë dhe kryesisht në gomat e pasme. Për t'i ruajtur ato, duhet të filloni sa më mirë që të jetë e mundur. Duhet mbajtur mend se rrotat e pasme janë edhe më të ngarkuara në rritje. Në një kodër të pjerrët kur filloni, dhe madje edhe me një qendër të lartë të gravitetit të makinës, mund të ndodhë një shkarkim i tillë i rrotave të përparme dhe një mbingarkesë e rrotave të pasme, të cilat do të dëmtojnë gomat dhe madje do të përmbysin makinën prapa.
Oriz. Përveç ngarkesës nga përpjekja tërheqëse, gjatë nxitimit, një forcë shtesë nga inercia e masës së automjetit vepron në rrotat e pasme.
Makina lëviz me nxitim dhe shpejtësia e saj rritet për aq kohë sa forca tërheqëse është më e madhe se rezistenca ndaj lëvizjes. Me një rritje të shpejtësisë, rezistenca ndaj lëvizjes rritet; kur vendoset barazia e forcës tërheqëse dhe rezistencës, makina fiton një lëvizje uniforme, shpejtësia e së cilës varet nga sasia e presionit në pedalin e karburantit. Nëse shoferi shtyp pedalin e karburantit deri në fund, kjo shpejtësi e qëndrueshme është gjithashtu shpejtësia më e madhe e automjetit.
Puna për të kapërcyer rezistencën rrotulluese dhe forcat ajrore nuk krijon një rezervë energjie - energjia shpenzohet për të luftuar këto forca. Puna për të kapërcyer forcat inerciale gjatë përshpejtimit të makinës kthehet në energji të lëvizjes. Kjo energji quhet energji kinetike. Rezerva e energjisë e krijuar në këtë rast mund të përdoret nëse, pas një përshpejtimi, shkëputni rrotat e makinës nga motori, vendosni levën e ingranazhit në pozicionin neutral, domethënë, lejoni që makina të dalë në bregdet. Lëvizja bregdetare vazhdon derisa rezervat e energjisë të shpenzohen për kapërcimin e forcave të rezistencës ndaj lëvizjes. Peshtë e rëndësishme të kujtojmë se në të njëjtin segment të rrugës, konsumi i energjisë për nxitim është shumë më i madh se konsumi për kapërcimin e forcave të rezistencës ndaj lëvizjes. Prandaj, për shkak të energjisë së grumbulluar, rruga e bregdetit mund të jetë disa herë më e gjatë se rruga e nxitimit. Pra, rruga bregdetare nga një shpejtësi prej 50 km / orë është rreth 450 m për makinën Pobeda, rreth 720 m për makinën GAZ-51, ndërsa rruga e përshpejtimit në këtë shpejtësi është 150-200 m dhe 250-300 m, Nëse shoferi nuk dëshiron të ngasë makinën me një shpejtësi shumë të madhe, ai mund të lundrojë makinën për një pjesë të konsiderueshme të rrugës dhe kështu të kursejë energji dhe, në këtë mënyrë, karburant.
Përshpejtimi - sasia e ndryshimit në shpejtësinë e një trupi për njësi të kohës. Me fjalë të tjera, nxitimi është shkalla me të cilën ndryshon shpejtësia.
A - nxitimi, m / s 2
t - intervali i ndryshimit të normës, s
V 0 - shpejtësia fillestare e trupit, m / s
V - shpejtësia përfundimtare e trupit, m / s
Një shembull i përdorimit të formulës.
Makina përshpejton nga 0 në 108km / h (30m / s) në 3 sekonda.
Përshpejtimi me të cilin makina përshpejton është:
a = (V -V o) / t = (30m / s - 0) / 3c = 10m / s 2
Një formulim tjetër, më i saktë, thotë: nxitimi është i barabartë me derivatin e shpejtësisë së trupit: a = dV / dt
Termi nxitim është një nga më të rëndësishmit në fizikë. Përshpejtimi përdoret në detyrat e nxitimit, frenimit, hedhjeve, goditjeve, rënieve. Por, në të njëjtën kohë, ky term është një nga më të vështirat për t'u kuptuar, para së gjithash, sepse njësia e matjes m / s 2(metër për sekondë për sekondë) nuk përdoret në jetën e përditshme.
Pajisja për matjen e nxitimit quhet akselerometër. Përshpejtuesit, në formën e mikroçipave miniaturë, përdoren në shumë smartphone dhe ju lejojnë të përcaktoni forcën me të cilën përdoruesi vepron në telefon. Të dhënat mbi forcën e ndikimit në pajisje ju lejojnë të krijoni aplikacione celularë që i përgjigjen rrotullimit dhe dridhjes së ekranit.
Reagimi i pajisjeve mobile ndaj rrotullimit të ekranit sigurohet pikërisht nga një akselerometër - një mikroçip që mat përshpejtimin e lëvizjes së një pajisjeje.
Një diagram i përafërt i përshpejtuesit është treguar në figurë. Një peshë masive, me lëvizje të papritura, deformon burimet. Matja e deformimit duke përdorur kondensatorë (ose elementë piezoelektrik) ju lejon të llogaritni forcën mbi peshën dhe nxitimin.
Duke ditur deformimin e pranverës, duke përdorur ligjin e Hooke (F = k ∙ Δx), ju mund të gjeni forcën që vepron mbi peshën, dhe duke ditur peshën e peshës, duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit (F = m ∙ a), ju mund të gjeni shpejtimin e peshës.
Në tabelën e një telefoni IPhone 6, përshpejtuesi përshtatet në një mikroçip me përmasa vetëm 3 mm me 3 mm.