Коэффициент свободной силы тяги автомобиля

Разберёмся в вопросе, что такое сила тяги. Как следует из самого названия – это сила, которую необходимо прикладывать к телу, чтобы оно находилось в состоянии постоянного движения.

Если её убрать, то тело, будь то автомобиль, электровоз, космическая ракета или санки, со временем остановится. Это произойдёт потому, что на тело всегда действуют силы, которые заставляют его стремиться к состоянию покоя:

Первый и второй законы Ньютона

Обратимся к законам Ньютона, которые хорошо описывают механическое движение тел. Из школьной программы мы знаем, что есть первый закон Ньютона, который описывает закон инерции. Он гласит, что любое тело, если на него не действуют силы, или если их равнодействующая равна нулю, движется прямолинейно и равномерно, или же находится в состоянии покоя. Это означает, что тело, пока на него ничто не действует, будет двигаться с постоянной скоростью v=const или пребывать в состоянии покоя сколько угодно долго, пока какое-то внешнее воздействие не выведет тело из этого состояния. Это и есть движение по инерции.

Надо сказать, что этот закон справедлив лишь в так называемых инерциальных системах отсчёта. В неинерциальных системах отсчёта этот закон не действует и нужно использовать второй закон Ньютона. В таких системах отсчёта тело тоже будет двигаться по инерции, но оно будет двигаться с ускорением, стремясь сохранять своё движение, т.е. на него также не будут действовать никакие внешние силы, кроме силы инерции, стремящейся двигать тело в том направлении, в каком оно двигалось до воздействия. Тут мы приходим к рассмотрению второго закона Ньютона, который также справедлив в инерциальных системах отсчёта, т. е. в таких системах отсчёта, в которых тело движется с постоянной скоростью либо находится в покое.

Этот закон утверждает, что для того, чтобы вывести тело из состояния покоя или равномерного движения, к нему необходимо приложить силу, равную F=m•a, где m — это масса тела, a — ускорение, сообщаемое телу. Зная эти законы, можно рассчитать силу тяги (двигателя автомобиля, ракетного двигателя или, например, лошади, тянущей нагруженную повозку).

Примеры из жизни

Насколько вы сильны?

Когда вы решили покатать своего ребёнка, вы прикладываете силу тяги (Fтяги) к санкам с ребёнком. Когда вы начинаете тянуть санки, возникает сопротивление движению, вызванное силой трения (Fтр.), направленной в противоположную сторону. Это так называемая сила трения покоя. Когда тело не движется, она равна нулю. Стоит потянуть за санки — и появляется сила трения покоя, которая меняется от нуля до некоторого максимального значения (Fтр. max). Как только Fтяги превысит Fтр.max, санки с ребёнком придут в движение.

Читайте также:  Клеим наклейку на боковое стекло автомобиля

Чтобы найти Fтяги, применим второй закон Ньютона: Fтяги – Fтр.max = m•a, где a – ускорение, с которым вы тянете санки, m – масса санок с ребёнком. Допустим, вы разогнали санки до определённой скорости, которая не изменяется. Тогда a = 0 и вышеприведённое уравнение запишется в виде: Fтяги – Fтр. max = 0, или Fтяги = Fтр.max. Есть известный закон из физики, который устанавливает определённую зависимость для Fтр.max и N. Эта зависимость имеет вид: Fтр.max = fmax • N, где fmax – максимальный коэффициент трения покоя.

Если в эту формулу подставить выражение для N, то мы получим Fтр.max = fmax•m•g. Тогда формула искомой силы тяги примет вид: Fтяги = fmax•m•g = fск•m•g, где fск = fmax – коэффициент трения скольжения, g – ускорение свободного падения. Допустим, fск = 0,7, m = 30 кг, g = 9,81 м/с², тогда Fтяги = 0,7 • 30 кг • 9,81 м/с² = 206,01 Н (Ньютона).

Насколько силён ваш автомобиль?

Допустим, вы разогнали свой автомобиль до скорости v за какое-то время t, проехав расстояние s. Тогда Fтяги будет легко рассчитана по формуле: Fтяги = m•v/t. Как и в примере с санками, справедлива также такая формула: Fтяги = f•m•g, где f – коэффициент трения качения, который зависит от скорости автомобиля (чем больше скорость, тем меньше этот коэффициент).

Допустим, вы разогнали свой автомобиль до скорости v = 180 км/ч, а мощность его двигателя N = 200 л. с. (лошадиных сил). Чтобы вычислить Fтяги двигателя, необходимо прежде перевести указанные единицы измерения в единицы СИ, т. е. международной системы измерения. Здесь 1 л. с. = 735,499 Вт, поэтому мощность двигателя составит N = 200 л. с. • 735,499 Вт/л. с. = 147099,8 Вт. Скорость в системе СИ будет равна v = 180 км/ч = 180 • 1000 м/3600 с = 50 м/с. Тогда искомое значение будет равно Fтяги = 147099,8 Вт/50 (м/с) = 2941,996 Н

2,94 кН (килоньютона).

0,98 кН. Полученное для автомобиля значение Fтяги больше веса штанги в 2,94/0,98 = 3 раза. Это равносильно тому, что вы будете поднимать штангу массой в 300 кг. Такова сила тяги двигателя вашего автомобиля (на скорости 180 км/ч).

Читайте также:  Сигнализация циклон для автомобиля

Таким образом, зная школьный курс физики, мы можем с лёгкостью вычислить силу тяги:

В нашем видео вы найдете интересные опыты, поясняющие, что такое сила тяги и сила сопростивления.

Источник

ГОСТ 22653-77 Автомобили. Параметры проходимости. Термины и определения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

АВТОМОБИЛИ.
ПАРАМЕТРЫ ПРОХОДИМОСТИ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ)

Зам. директора по научной работе В.А. Петрушов

Руководитель темы Ю.П. Назаров

Исполнители: С.А. Шуклин, В.С. Никандров

ВНЕСЕН Министерством автомобильной промышленности

Член Коллегии И.В. Орлов

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом технической информации, классификации и кодирования (ВНИИКИ)

Директор М.А. Довбенко

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 5 августа 1977 г. № 1925

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

АВТОМОБИЛИ. ПАРАМЕТРЫ ПРОХОДИМОСТИ.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Automobiles. Parameters of trafficability.
Terms and definitions

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 5 августа 1977 г. № 1925 срок введения установлен

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения параметров проходимости автомобиля.

Установленные настоящим стандартом термины и определения обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Приведенные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены «Ндп».

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

В стандарте приведено справочное приложение терминов, относящихся к проходимости автомобилей.

Часть массы автомобиля, создающая нормальные нагрузки ведущих колес автомобиля

Отношение сцепной массы автомобиля к массе автомобиля

Расстояние от одной из наиболее низко расположенных точек автомобиля до опорной поверхности

Расстояние от крайней точки контура передней (задней) выступающей части автомобиля по длине до плоскости, перпендикулярной опорной поверхности и проходящей через центры передних (задних) колес автомобиля

Передний (задний) угол проходимости

Передний (задний) угол свеса

Угол между опорной поверхностью и плоскостью, касательной к окружностям наружных диаметров передних (задних) колес и проходящей через точку контура передней (задней) части автомобиля таким образом, что все остальные точки контура оказываются с внешней стороны этого угла

Читайте также:  Нанесение нанокерамики на новый автомобиль

Ндп. Радиус продольной проходимости

Радиус цилиндра, касательного к окружностям, описанным динамическим радиусом соседних колес, наиболее разнесенных по базе, и проходящего через точку контура нижней части автомобиля таким образом, что все остальные точки контура оказываются с внешней стороны этого цилиндра

Наибольший угол подъема, имеющего протяженность не менее двойной длины автомобиля, и ровную опорную поверхность, преодолеваемого автомобилем без использования инерции, нарушений условий нормальной работы агрегатов и безопасности движения

Наибольший угол косогора с ровной опорной поверхностью, преодолеваемого автомобилем бокового без скольжения колес более чем на ширину профиля шины и без нарушения условий нормальной работы агрегатов и безопасности движения

Номинальная мощность двигателя, отнесенная к полной массе автомобиля

Мощность, равная сумме мощностей сопротивления качению колес автомобиля

Мощность, равная сумме мощности сопротивления качению автомобиля и мощности, затрачиваемой на преодоление трения в трансмиссии и сопротивлений подъему, инерции, воздуха и прицепа

Часть мощности сопротивления качению автомобиля, затрачиваемая на деформирование опорной поверхности движителем автомобиля

Сила тяги автомобиля, равная сумме сил тяги ведущих колес автомобиля

Сила тяги автомобиля, равная разности между полной силой тяги автомобиля, равномерно движущегося по горизонтальной опорной поверхности, и суммой силы сопротивления воздуха движению автомобиля и толкающих сил ведомых колес автомобиля

Отношение свободной силы тяги автомобиля к полной массе автомобиля

Сила, приложенная к автомобилю со стороны прицепа

Сила тяги на крюке автомобиля, отнесенная к полной массе автомобиля

Мощность, равная произведению силы тяги на крюке автомобиля на скорость движения автомобиля

Мощность, равная отношению тяговой мощности на крюке автомобиля к полной массе автомобиля

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ

Коэффициент свободной тяги автомобиля 15

Коэффициент сцепной массы автомобиля 2

Мощность на крюке автомобиля тяговая 18

Мощность на крюке автомобиля тяговая удельная 19

Масса автомобиля сцепная 1

Мощность автомобиля удельная 9

Мощность колееобразования автомобилем 12

Мощность сопротивления движению автомобиля 11

Мощность сопротивления качению автомобиля 10

Просвет автомобиля дорожный 3

Радиус продольной проходимости 6

Радиус проходимости автомобиля продольный 6

Свес автомобиля передний (задний) 4

Сила тяги автомобиля полная 13

Сила тяги автомобиля свободная 14

Сила тяги на крюке автомобиля 16

Сила тяги на крюке автомобиля удельная 17

Угол переднего (заднего) свеса автомобиля 5

Угол преодолеваемого автомобилем косогора наибольший 8

Угол преодолеваемого автомобилем подъема наибольший 7

Угол проходимости передний (задний) 5

Угол свеса передний (задний) 5

ТЕРМИНЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

Источник

Поделиться с друзьями
Практические советы по железу и огороду
Adblock
detector