Разгон автомобиля

[sergeyn91]

Source of the post

Source of the post
Тут k - коэф. трения качения.

А что там с размерностью?

Коэффициент трения качения имеет размерность длины.

[sergeyn91]

Значит разгону автомобиля относительно Земли способствует сила трения качения, а не максимальная сила трения покоя.

[Самоед]

Source of the post
Правильно ли я понимаю, что атомобиль начинает движение относительно Земли в тот момент времени, когда начинает выполняться неравенство $$F_{\text{ò}}\cdot R_{\text{ê}} > G_{\text{ê}}\cdot k$$,
где $$F_{\text{ò}}$$ - сила тяги автомобиля, Н;
$$R_{\text{ê}}$$ - радиус колеса, м;
$$G_{\text{ê}}$$ - сила тяжести, Н;
- плечо силы $$G_{\text{ê}}$$, м.

Без рисунка или подробного описания сил и рычагов формулы можно трактовать произвольно. "Дайте мне рычаг - и я поверну Землю!".
Предлагаю расширить представления о силах и коэффициентах, коль речь идет о автомобиле. Будет удивительно узнать, что в процессе разгона автомобиля изменяются сила сопротивления движению (аэродинамическая+вязкая+сила трения) и сила сцепления (опорная сила для разгона). Мало того - изменяются коффециенты сцепления и сопротивления.
Например, разгоняется гоночный автомобиль. Водитель специально делает так, чтобы ведущие колеса пробуксовывали в начале разгона, тем самым увеличивает коэффициенты сцепления и сопротивления. Мало того - сила тяжести увеличивается (так как центр масс автомобиля выше плоскости дороги и автомобиль стремится опрокинуться (мотоциклы часто поэтому опрокидываются , но зато мотоцикл опирается задним колесом о дорогу почти всей своей массой, а не половиной массы)).
Почему увеличивается коэффициент сцепления резины с поверхностью дороги? Резина, из-за пробуксовки, плавится и становится клейкой. Поэтому же увеличивается коэффициент сопротивления (липкое колесо труднее катить). Почему увеличивается потребная сила тяги двигателя (для заданного постоянного ускорения автомобиля)? С ростом скорости увеличивается аэродинамическое сопротивление, тогда нужно увеличить силу тяги, а увеличение силы тяги приведет к увеличению сил трения в трансмиссии, тогда нужно еще увеличить силу тяги, для компенсации потерь...
На гоночных тягачах ведущие колеса громадные. Для чего? Чтобы площадь соприкосновения колес с дорогой была как можно больше, тогда сила вязкости (сцепления) увеличится. Шины при этом быстро изнашиваются (плавятся). Оказывается, кроме силы сухого трения, существует сила вязкости, аэродинамическая сила сопротивления, моменты инерции у вращающихся тел...

[sergeyn91]

Source of the post
Мало того - сила тяжести увеличивается (так как центр масс автомобиля выше плоскости дороги и автомобиль стремится опрокинуться (мотоциклы часто поэтому опрокидываются , но зато мотоцикл опирается задним колесом о дорогу почти всей своей массой, а не половиной массы)).

Сила тяжести зависит от ускорения свободного падения и массы автомобиля. С чего вдруг она увеличивается? C чего автомобиль стремится опрокинуться?

[Самоед]

Source of the post

Source of the post
Мало того - сила тяжести увеличивается (так как центр масс автомобиля выше плоскости дороги и автомобиль стремится опрокинуться (мотоциклы часто поэтому опрокидываются , но зато мотоцикл опирается задним колесом о дорогу почти всей своей массой, а не половиной массы)).

Сила тяжести зависит от ускорения свободного падения и массы автомобиля. С чего вдруг она увеличивается? C чего автомобиль стремится опрокинуться?

В создании опорной силы для разгона автомобиля ( c ускорением а) участвует половина массы автомобиля, если у него одна ведущая ось (например, пара задних колес), поэтому сила сцепления равна произведению половины веса автомобиля на коэффициент сцепления (Fcц=mg*kcц/2). Эта сила сцепления приложена к нижним точкам задних колес, а центр масс автомобилы находится на некоторой высоте (h) от поверхности дороги. Образуется опрокидывающий момент M1=m*a*h. Этому опрокидывающему моменту противостоит некоторый момент M2=m*g*d (cила веса mg на плечо d (расстояние от центра масс до задней оси по горизонтали). Если d достаточно велико, то опрокидывания не произойдет. А опрокидывающий момент М1 дополнительно нагружает задние колеса и разгружает передние, что увеличивает силу сцепления задних колес с дорогой.

[sergeyn91]

Source of the post
Этому опрокидывающему моменту противостоит некоторый момент M2=m*g*d (cила веса mg на плечо d (расстояние от центра масс до задней оси по горизонтали). Если d достаточно велико, то опрокидывания не произойдет.

- расстояние от центра масс автомобиля до передней оси автомобиля по горизонтали (при разгоне атомобиля вперед). В случае когда ускорение автомобиля направлено назад, расстояние берется от центра масс автомобиля до задней оси автомобиля по горизонтали. - сила тяжести, а не сила веса. Вес приложен к опоре, в качестве которой для автомобиля выступает дорога. Опрокидывания не произойдет если .
Таким образом, устойчивость автомобиля против опрокидывания повышается при увеличении расстояние от центра масс автомобиля до его передней и задней осей по горизонтали и при уменьшении расстояния от центра масс автомобиля до дороги по вертикали.

[NT]

Еще раз о силе трения.
Сегодня открывал обыкновенную 750 г початую банку с огурцами.
Собственно крышка была не сильно прикручена.
Банка стояла на столе, на льнаной скатерьти (она довольно шероховата).
Одна рука была занята и пробовал открыть другой свободной рукой.
И такой эффект вышел.
Если пытаться момент силы открывания увеличивать постепенно, то банка крутится вместе с крышкой.
Но если сразу приложить большое усилие, то крышка открывается легко.
Пробовал это себе обьяснить только через силу трения и прикладываемое усилие, но внятного обьяснения не получилось. Надо было вводить понятие массы инерции самой банки.

Почему когда банка начинает крутиться вместе с крышкой, то увеличение прикладываемой силы влияет только на скорость вращения банки, а крышка не открывается.
А как это проще и главное правильно можно обьяснить?

PS. Тот же эффект повторился, когда вместо скатерьти положил лист наждачной бумаги "нулёвки".

[sergeyn91]

Source of the post
Еще раз о силе трения.

На мой взгляд, причина этого явления такая же как и в случае сдергивания скатерти со стола с посудой на ней. Если сита тяги, приложенная к скатерти, превышает силу трения между скатертью и посудой, скатерть приходит в движение относительно стоящей на ней посуды. В вашем случае сила, приложенная к крышке, превышает силу трения между банкой и крышкой и последняя приходит в движение относительно банки, то есть откручивается. Огурцы на свободе!

[grigoriy]

Source of the post
Пробовал это себе обьяснить только через силу трения и прикладываемое усилие, но внятного обьяснения не получилось. Надо было вводить понятие массы инерции самой банки.

Все сидит в этой формуле (называют ещё второй закон Ньютона для вращательного движения).

[sergeyn91]

Source of the post
Все сидит в этой формуле (называют ещё второй закон Ньютона для вращательного движения).

Без привлечения понятия силы трения явление необъяснимо!