ความเร็วของรถที่เร่งจากจุดเริ่มต้นไปตามส่วนทางตรงของเส้นทางยาว 1 กม. การเร่งความเร็วของยานพาหนะ ระยะเบรกขึ้นอยู่กับอะไร?
ไฟแดงของสัญญาณไฟจราจรเปลี่ยนเป็นสีเหลืองแล้วเปลี่ยนเป็นสีเขียว ด้วยเสียงคำรามที่ตึงเครียด พวกเขาแยกตัวออกจากรถ จากนั้นเสียงเครื่องยนต์ก็เงียบลงครู่หนึ่ง นี่คือคนขับปล่อยคันเร่งเชื้อเพลิงและเปลี่ยนเกียร์ การเร่งความเร็วอีกครั้ง ช่วงเวลาแห่งความสงบอีกครั้ง และอัตราเร่งอีกครั้ง หลังจากสี่แยกไปเพียง 100 เมตร รถก็ดูสงบนิ่งและหมุนไปอย่างราบรื่นจนถึงไฟจราจรต่อไป หนึ่งเดียว รถเก่า"มอสโกวิช" ผ่านสี่แยกได้อย่างราบรื่นและเงียบ รูปแสดงให้เห็นว่าเขาแซงรถทุกคันและขับไปข้างหน้าได้อย่างไร รถคันนี้ขับขึ้นถึงสี่แยกทันทีที่สัญญาณไฟจราจรสีเขียวเปิดขึ้น คนขับไม่ต้องลดความเร็วและหยุดรถ ไม่ต้องเร่งความเร็วอีกหลังจากนั้น เป็นอย่างไรที่รถคันหนึ่ง (และแม้แต่ Moskvich ที่ใช้พลังงานต่ำของการผลิตแบบเก่า) ได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีความตึงเครียดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 50 กม. / ชม. ในขณะที่รถอื่น ๆ ที่มีความตึงเครียดอย่างเห็นได้ชัดจะค่อยๆเพิ่มความเร็วและไปถึงความเร็ว ห่างจากสี่แยก 50 กม./ชม. เมื่อ Moskvich เข้าใกล้สัญญาณไฟจราจรต่อไปแล้ว? เป็นที่ชัดเจนว่าสำหรับ การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอต้องใช้ความพยายามและการใช้พลังงานน้อยกว่าระหว่างการเร่งความเร็วหรืออย่างที่พวกเขาพูดในระหว่างการเร่งความเร็ว
ข้าว. ค่อนข้าง รถอ่อนแอสามารถแซงคนที่ทรงพลังกว่าได้หากเขาเข้าใกล้สี่แยกในขณะที่ไฟเขียวเปิดอยู่และไม่ต้องใช้ความพยายามในการออกตัวและเร่งความเร็ว
แต่ก่อนที่จะศึกษาอัตราเร่งของรถ คุณต้องจำแนวคิดบางอย่างก่อน
การเร่งความเร็วของรถยนต์
ถ้ารถผ่านทุกวินาที เบอร์เดียวกันเมตรการเคลื่อนไหวเรียกว่าสม่ำเสมอหรือคงที่ หากระยะทางที่รถเดินทางในทุก ๆ วินาที (ความเร็ว) การเปลี่ยนแปลงจะเรียกว่า:
- ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น - เร่ง
- เมื่อลดความเร็ว - ช้า
ความเร็วที่เพิ่มขึ้นต่อหน่วยเวลาเรียกว่า อัตราเร่ง, ความเร็วลดลงต่อหน่วยเวลา - ความเร่งเชิงลบหรือการชะลอตัว
ความเร่งวัดจากการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความเร็ว (เป็นเมตรต่อวินาที) ใน 1 วินาที ถ้าความเร็วเพิ่มขึ้น 3 m/s ต่อวินาที ความเร่งจะเป็น 3 m/s ต่อวินาที หรือ 3 m/s/s หรือ 3 m/s2
ความเร่งแสดงด้วยตัวอักษร j
ความเร่ง 9.81 m/s2 (หรือ 10 m/s2) ที่ปัดเศษ สอดคล้องกับความเร่งที่ทราบจากประสบการณ์สำหรับวัตถุที่ตกลงมาอย่างอิสระ (ไม่สนใจแรงต้านของอากาศ) และเรียกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วง มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร g
การเร่งความเร็วรถยนต์
การเร่งความเร็วของรถยนต์มักจะแสดงเป็นภาพกราฟิก เส้นทางถูกพล็อตบนแกนนอนของกราฟ และความเร็วถูกพล็อตบนแกนตั้ง และจุดจะถูกพล็อตที่สอดคล้องกับแต่ละส่วนของเส้นทางที่เดินทาง แทนที่จะใช้ความเร็วในระดับแนวตั้ง คุณสามารถชะลอเวลาเร่งความเร็วได้ ดังที่แสดงในกราฟอัตราเร่งของรถยนต์ในประเทศ
ข้าว. แผนภูมิเส้นทางการเร่งความเร็ว
กราฟความเร่งเป็นเส้นโค้งที่มีความชันค่อยๆ ลดลง หิ้งโค้งสอดคล้องกับจุดเปลี่ยนที่ความเร่งลดลงในบางจุด แต่มักจะไม่แสดง
ความเฉื่อย
รถไม่สามารถพัฒนาจากที่ใดได้ทันที ความเร็วที่ดีเพราะเขาต้องเอาชนะไม่เพียง แต่กองกำลังต่อต้านการเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังต้องเอาชนะความเฉื่อยด้วย
ความเฉื่อยเป็นสมบัติของร่างกายที่จะคงสภาพการพักหรือการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ เป็นที่ทราบกันดีจากกลไกว่าวัตถุเคลื่อนที่สามารถตั้งค่าให้เคลื่อนที่ได้ (หรือเปลี่ยนความเร็วของวัตถุเคลื่อนที่) ภายใต้การกระทำของแรงภายนอกเท่านั้น การเอาชนะแรงเฉื่อยแรงภายนอกจะเปลี่ยนความเร็วของร่างกายกล่าวอีกนัยหนึ่งคือให้ความเร่ง ปริมาณความเร่งเป็นสัดส่วนกับปริมาณของแรง ยิ่งมวลของร่างกายมากเท่าไร ก็ยิ่งต้องมีแรงมากเท่านั้นที่จะทำให้ร่างกายนี้มีอัตราเร่งตามที่ต้องการ น้ำหนักคือปริมาณที่เป็นสัดส่วนกับปริมาณของสสารในร่างกาย มวล m เท่ากับน้ำหนักตัว G หารด้วยความเร่งของแรงโน้มถ่วง g (9.81 m/s2):
ม. = G / 9.81, กก./(ม./วินาที2)
มวลของรถต้านความเร่งด้วยแรง Pj แรงนี้เรียกว่าแรงเฉื่อย ในการเร่งความเร็วจะต้องสร้างแรงฉุดเพิ่มเติมบนล้อขับเคลื่อน เท่ากับกำลังความเฉื่อย ซึ่งหมายความว่าแรงที่จำเป็นในการเอาชนะความเฉื่อยของร่างกายและเพื่อให้ร่างกายมีความเร่ง j เป็นสัดส่วนกับมวลและความเร่งของร่างกาย แรงนี้คือ:
Pj = mj = Gj / 9.81, kg
สำหรับการเคลื่อนที่แบบเร่งของรถ จำเป็นต้องมีกำลังเพิ่มเติม:
Nj \u003d Pj * Va / 75 \u003d Gj * Va / 270 * 9.81 \u003d Gj * Va / 2650, hp
เพื่อความแม่นยำในการคำนวณ ปัจจัย b (“เดลต้า”) ควรรวมอยู่ในสมการ (31) และ (32) - ค่าสัมประสิทธิ์มวลหมุนซึ่งคำนึงถึงอิทธิพลของมวลการหมุนของรถ (โดยเฉพาะเครื่องยนต์ มู่เล่และล้อ) ในการเร่งความเร็ว แล้ว:
Nj = Gj*Va*b / 2650, ชม.
ข้าว. กราฟแสดงเวลาเร่งความเร็วของรถยนต์ในประเทศ
อิทธิพลของมวลที่หมุนอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่านอกจากจะเอาชนะแรงเฉื่อยของมวลรถแล้ว ยังจำเป็นต้อง "หมุน" มู่เล่ ล้อและชิ้นส่วนที่หมุนได้อื่นๆ ของรถ โดยใช้พลังงานส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์ เกี่ยวกับเรื่องนี้ ค่าของสัมประสิทธิ์ b สามารถพิจารณาได้ประมาณเท่ากับ:
b = 1.03 + 0.05*ik^2
โดยที่ ik คืออัตราทดเกียร์ในกระปุกเกียร์
ตัวอย่างเช่น รถยนต์ที่มีน้ำหนักรวม 2,000 กก. ไม่ยากเลยที่จะเปรียบเทียบแรงที่ต้องใช้ในการรักษาการเคลื่อนที่ของรถคันนี้บนแอสฟัลต์ด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม. (จนถึงตอนนี้โดยไม่คำนึงถึงแรงต้านของอากาศ ) และเริ่มต้นด้วยอัตราเร่งประมาณ 2.5 ม. / วินาที2 ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับสมัยใหม่ รถยนต์.
ตามสมการ:
Pf \u003d 2000 * 0.015 \u003d 30, kg
เพื่อเอาชนะความต้านทานของความเฉื่อยบน เกียร์ท๊อป(ik = 1) บังคับ:
Pj \u003d 2000 * 2.5 * 1.1 / 9.81 \u003d 560, kg
รถไม่สามารถพัฒนาแรงดังกล่าวได้ในเกียร์สูงสุดคุณต้องเปิดเกียร์แรก (ด้วย อัตราทดเกียร์อิค = 3).
จากนั้นเราได้รับ:
Pj \u003d 2000 * 2.5 * 1.5 / 9.81 \u003d 760, kg
ซึ่งค่อนข้างเป็นไปได้สำหรับรถยนต์สมัยใหม่
ดังนั้น แรงที่ต้องใช้ในการออกตัวจึงมากกว่าแรงที่ต้องใช้ในการรักษาการเคลื่อนที่ที่ความเร็วคงที่ 50 กม./ชม. ถึง 25 เท่า
เพื่อให้แน่ใจว่าการเร่งความเร็วของรถจะต้องติดตั้งเครื่องยนต์ พลังสูง. เมื่อขับด้วยความเร็วคงที่ (ยกเว้นความเร็วสูงสุด) เครื่องยนต์จะไม่ทำงานเต็มกำลัง
จากที่กล่าวมาเป็นที่ชัดเจนว่าทำไมเมื่อออกตัวคุณต้องเปิดเกียร์ต่ำ ในการผ่าน เราสังเกตว่าในรถบรรทุก การเร่งความเร็วมักจะเริ่มต้นด้วยเกียร์สอง ความจริงก็คือในเกียร์หนึ่ง (ik เท่ากับ 7 โดยประมาณ) อิทธิพลของมวลการหมุนมีขนาดใหญ่มากและแรงดึงไม่เพียงพอที่จะบอกให้รถมีอัตราเร่งมาก อัตราเร่งจะช้ามาก
บนถนนแห้งโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี φ ประมาณ 0.7 การสตาร์ทด้วยเกียร์ต่ำจะไม่ทำให้เกิดปัญหาใดๆ เนื่องจากแรงยึดเกาะยังคงสูงกว่าแรงฉุดลาก แต่เมื่อ ถนนลื่นมักจะปรากฏว่าแรงฉุดลากในเกียร์ต่ำมากกว่าแรงฉุด (โดยเฉพาะเมื่อรถไม่ได้บรรทุก) และล้อเริ่มลื่น มีสองวิธีในสถานการณ์นี้:
- ลดแรงฉุดลากโดยการสตาร์ทด้วยการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำหรือในเกียร์สอง (สำหรับ รถบรรทุก- ในสาม);
- เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยึดเกาะ เช่น เททรายใต้ล้อขับเคลื่อน ใส่กิ่งไม้ กระดาน เศษผ้า ใส่โซ่บนล้อ ฯลฯ
ในระหว่างการเร่งความเร็ว การขนถ่ายล้อหน้าและการบรรทุกเพิ่มเติมบนล้อหลังจะได้รับผลกระทบเป็นพิเศษ คุณสามารถสังเกตได้ว่าในขณะที่สตาร์ทรถ "หมอบ" ขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและบางครั้งก็ "หมอบ" ล้อหลัง. การกระจายน้ำหนักนี้เกิดขึ้นได้แม้รถจะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอ เกิดจากการต่อต้านแรงบิด ฟันเฟืองเกียร์ เกียร์หลักกดดันฟันของตัวขับเคลื่อน (มงกุฎ) และเหมือนเดิมกด เพลาหลังกับพื้น; ในกรณีนี้จะเกิดปฏิกิริยาที่ดันเฟืองขับขึ้น มีการหมุนเล็กน้อย เพลาหลังในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของล้อ สปริงจับจ้องอยู่ที่ข้อเหวี่ยงของเพลาโดยให้ปลายสปริงยกส่วนหน้าของเฟรมหรือลำตัวขึ้นแล้วลดระดับด้านหลังลง อย่างไรก็ตาม เราทราบดีว่าเนื่องจากการขนถ่ายล้อหน้าทำให้สามารถหมุนได้ง่ายกว่าในขณะที่รถกำลังเคลื่อนที่โดยที่เกียร์เข้าอยู่มากกว่าในระหว่างการออกรถ และมากกว่าในที่จอดรถเสียอีก คนขับทุกคนรู้เรื่องนี้ อย่างไรก็ตาม กลับไปที่ล้อหลังที่โหลดเพิ่มเติม
โหลดส่วนเกินบนล้อหลัง Zd จากโมเมนต์ที่ส่งยิ่งมาก ยิ่งช่วงเวลาที่ Mk จ่ายให้กับล้อยิ่งมาก และยิ่งสั้น ฐานล้อรถ L (เป็นเมตร):
โดยปกติภาระนี้จะมากเป็นพิเศษเมื่อขับรถบน เกียร์ต่ำเนื่องจากโมเมนต์ที่จ่ายให้กับล้อเพิ่มขึ้น ดังนั้น สำหรับรถยนต์ GAZ-51 ภาระเพิ่มเติมในเกียร์แรกคือ:
Zd \u003d 316 / 3.3 \u003d 96, kg
ในระหว่างการสตาร์ทและการเร่งความเร็ว รถได้รับผลกระทบจากแรงเฉื่อย Pj ที่จุดศูนย์ถ่วงของรถและพุ่งถอยหลัง นั่นคือในทิศทางตรงกันข้ามกับการเร่งความเร็ว เนื่องจากแรง Pj ถูกกระทำที่ความสูง hg จากระนาบของถนน จะทำให้รถพลิกคว่ำ ล้อหลัง. ในกรณีนี้ ภาระของล้อหลังจะเพิ่มขึ้น และสำหรับล้อหน้าจะลดลงโดย:
ข้าว. เมื่อส่งกำลังจากเครื่องยนต์ โหลดที่ล้อหลังจะเพิ่มขึ้น และโหลดที่ล้อหน้าจะลดลง
ดังนั้น เมื่อออกตัว ล้อหลังและยางจะถูกโหลดโดยน้ำหนักของรถ โดยแรงบิดที่เพิ่มขึ้นที่ส่งผ่านและโดยแรงเฉื่อย ภาระนี้กระทำกับตลับลูกปืนเพลาล้อหลังและส่วนใหญ่กับยางของล้อหลัง เพื่อบันทึก คุณต้องเริ่มต้นอย่างราบรื่นที่สุด ควรระลึกว่าล้อหลังจะรับน้ำหนักได้มากขึ้น บนทางลาดชันเมื่อออกตัวและถึงแม้จะมีจุดศูนย์ถ่วงสูงของรถก็ตาม การขนถ่ายของล้อหน้าและการบรรทุกของที่ล้อหลังก็อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งจะทำให้ยางเสียหายและแม้กระทั่งทำให้รถถอยกลับ
ข้าว. นอกเหนือจากการโหลดจาก ความพยายามในระหว่างการเร่งความเร็ว แรงเพิ่มเติมจะกระทำต่อล้อหลังจากแรงเฉื่อยของมวลรถ
รถเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร่ง และความเร็วของรถเพิ่มขึ้นตราบเท่าที่แรงฉุดลากมากกว่าแรงต้าน ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวจะเพิ่มขึ้น เมื่อสร้างแรงฉุดลากและความต้านทานเท่ากันรถจะได้รับการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอความเร็วซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณแรงดันบนคันเร่ง หากผู้ขับขี่เหยียบคันเร่งจนสุด ความเร็วที่สม่ำเสมอนี้จะเท่ากับความเร็วสูงสุดของรถในขณะเดียวกัน
งานในการเอาชนะแรงต้านทานการหมุนและอากาศไม่ได้สร้างพลังงานสำรอง - พลังงานถูกใช้ไปในการต่อสู้กับกองกำลังเหล่านี้ งานในการเอาชนะแรงเฉื่อยระหว่างการเร่งความเร็วของรถจะเข้าสู่พลังงานของการเคลื่อนไหว พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานจลน์ พลังงานสำรองที่สร้างขึ้นในกรณีนี้สามารถใช้ได้หากหลังจากการเร่งความเร็วบางส่วน ล้อขับเคลื่อนถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครื่องยนต์ คันเกียร์ถูกตั้งไว้ที่ตำแหน่งที่เป็นกลาง กล่าวคือ ปล่อยให้รถเคลื่อนที่ด้วยแรงเฉื่อย การโคสต์จะเกิดขึ้นจนกว่าพลังงานสำรองจะถูกใช้จนหมดเพื่อเอาชนะแรงต้านทานต่อการเคลื่อนไหว เหมาะสมที่จะระลึกว่าในส่วนเดียวกันของเส้นทาง การใช้พลังงานสำหรับการเร่งความเร็วนั้นมากกว่าการใช้พลังงานเพื่อเอาชนะแรงต้านทานต่อการเคลื่อนไหวอย่างมาก ดังนั้นเนื่องจากพลังงานสะสม เส้นทางการบุกรุกอาจยาวนานกว่าเส้นทางความเร่งหลายเท่า ดังนั้น ทางโรลออนจากความเร็ว 50 กม./ชม. จะอยู่ที่ประมาณ 450 ม. สำหรับรถ Pobeda ประมาณ 720 ม. สำหรับรถ GAZ-51 ในขณะที่เส้นทางเร่งความเร็วนี้อยู่ที่ 150-200 ม. และ 250-300 เมตร ตามลำดับ หากผู้ขับขี่ไม่ต้องการขับรถด้วยความเร็วสูงมาก เขาสามารถ "ขับ" รถให้เป็นส่วนสำคัญของทางได้และช่วยประหยัดพลังงานและประหยัดเชื้อเพลิง
ด้วยเหตุผลพิเศษบางประการ อัตราเร่งของรถยนต์จาก 0 ถึง 100 กม./ชม. (0 ถึง 60 ไมล์ต่อชั่วโมงในสหรัฐอเมริกา) ได้รับความสนใจอย่างมากในโลกนี้ ผู้เชี่ยวชาญ วิศวกร ผู้คลั่งไคล้รถสปอร์ต ตลอดจนผู้ขับขี่รถยนต์ทั่วไปที่มีความหลงใหลบางอย่างกำลังจับตามองอยู่เสมอ ข้อกำหนดทางเทคนิครถยนต์ซึ่งมักจะเปิดเผยไดนามิกของการเร่งความเร็วรถยนต์จาก 0 ถึง 100 กม. / ชม. นอกจากนี้ ความสนใจทั้งหมดนี้ไม่เพียงแต่สังเกตได้จากรถสปอร์ตที่ไดนามิกของการเร่งความเร็วจากการหยุดนิ่งเป็นค่าที่สำคัญมากเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอย่างแน่นอน รถธรรมดาชั้นประหยัด
ทุกวันนี้ ความสนใจสูงสุดในไดนามิกการเร่งคือมุ่งเป้าไปที่ไฟฟ้า รถยนต์สมัยใหม่ซึ่งเริ่มค่อย ๆ บีบออกจากช่องอัตโนมัติ รถสปอร์ตซุปเปอร์คาร์ด้วยอัตราเร่งที่เหลือเชื่อ ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดูเหมือนว่ารถจะสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 100 กม. / ชม. ในเวลามากกว่า 2 วินาทีเล็กน้อย แต่วันนี้บางคนที่ทันสมัยได้เข้ามาใกล้ตัวบ่งชี้นี้แล้ว
สิ่งนี้ทำให้คุณคิดอย่างเป็นธรรมชาติ: และการเร่งความเร็วของรถยนต์จาก 0 ถึง 100 กม. / ชม. ใดที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของตัวเขาเอง? ท้ายที่สุด ยิ่งรถเร่งความเร็วได้เท่าไร ประสบการณ์ของคนขับก็จะยิ่ง (นั่ง) อยู่หลังพวงมาลัยมากขึ้นเท่านั้น
เห็นด้วยกับเราว่าร่างกายมนุษย์มีขีดจำกัดที่แน่นอนและไม่สามารถทนต่อภาระที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่รู้จบซึ่งกระทำและออกแรงกับร่างกายในระหว่างการเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว ยานพาหนะ, ผลกระทบบางอย่าง. มาหาคำตอบกับเราและอะไรคือความเร่งสูงสุดของรถที่บุคคลสามารถต้านทานได้ในทางทฤษฎีและในทางปฏิบัติ
การเร่งความเร็วอย่างที่เราทุกคนคงทราบกันดีอยู่แล้ว คือการเปลี่ยนแปลงอย่างง่ายของความเร็วของร่างกายต่อหน่วยเวลาที่ใช้ไป ความเร่งของวัตถุใดๆ บนพื้นดินนั้นขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงตามกฎ แรงโน้มถ่วงคือแรงที่กระทำต่อวัตถุใดๆ ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวโลก แรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลกเป็นผลรวมของแรงโน้มถ่วงและ แรงเหวี่ยงความเฉื่อยที่เกิดขึ้นจากการหมุนรอบโลกของเรา
ถ้าเราต้องการจะแม่นยำมากก็ เกินพิกัดของมนุษย์ใน 1gนั่งหลังพวงมาลัยรถเกิดขึ้นเมื่อรถเร่งจาก 0 ถึง 100 กม. / ชม. ใน 2.83254504 วินาที
ดังนั้นเราจึงรู้ว่าเมื่อโอเวอร์โหลด ใน 1gบุคคลนั้นไม่ได้ประสบปัญหาใด ๆ ตัวอย่างเช่น serial รถเทสลารุ่น S (รุ่นพิเศษราคาแพง) จาก 0 ถึง 100 กม./ชม. สามารถเร่งความเร็วได้ใน 2.5 วินาที (ตามสเปค) ดังนั้น ผู้ขับหลังพวงมาลัยของรถคันนี้ในระหว่างการเร่งความเร็วจะประสบกับภาวะโอเวอร์โหลดใน 1.13g.
อย่างที่เราเห็นอยู่แล้ว มากกว่าการโอเวอร์โหลดที่บุคคลประสบในชีวิตปกติและเกิดขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและเนื่องจากการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในอวกาศ แต่สิ่งนี้ค่อนข้างน้อยและการโอเวอร์โหลดไม่เป็นอันตรายต่อบุคคล แต่ถ้าเราขับรถ แดร็กสเตอร์ทรงพลัง (รถสปอร์ต) จากนั้นรูปภาพที่นี่กลับกลายเป็นว่าแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากเราสังเกตตัวเลขโอเวอร์โหลดที่ต่างกันอยู่แล้ว
ตัวอย่างเช่น ความเร็วที่เร็วที่สุดสามารถเร่งจาก 0 ถึง 100 กม. / ชม. ในเวลาเพียง 0.4 วินาที เป็นผลให้ปรากฎว่าการเร่งนี้ทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดภายในเครื่องใน 7.08g. นี้เป็นจำนวนมากอย่างที่คุณเห็น เมื่ออยู่หลังพวงมาลัยของยานพาหนะที่บ้าคลั่งเช่นนี้ คุณจะรู้สึกไม่สบายใจนัก และทั้งหมดนี้เป็นเพราะน้ำหนักของคุณจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับรถคันก่อนเกือบเจ็ดเท่า แต่ถึงแม้จะอยู่ในสภาพที่ไม่ค่อยสบายนักกับไดนามิกของการโอเวอร์คล็อก แต่การโอเวอร์โหลด (ที่กำหนด) นี้ไม่สามารถฆ่าคุณได้
แล้วรถจะเร่งฆ่าคน (คนขับ) ได้อย่างไร? อันที่จริง เป็นไปไม่ได้ที่จะตอบคำถามนี้อย่างแจ่มแจ้ง ประเด็นต่อไปนี้คือ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดของบุคคลใดบุคคลหนึ่งล้วนเป็นรายบุคคลล้วนๆ และเป็นเรื่องธรรมดาที่ผลที่ตามมาจากการสัมผัสกับพลังบางอย่างต่อบุคคลนั้นจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง สำหรับคนโอเวอร์โหลด ที่ 4-6gแม้จะเป็นเวลาไม่กี่วินาทีก็จะ (เป็น) วิกฤติอยู่แล้ว การบรรทุกเกินพิกัดดังกล่าวอาจทำให้หมดสติและเสียชีวิตได้ แต่โดยปกติแล้วการโอเวอร์โหลดดังกล่าวจะไม่เป็นอันตรายต่อคนหลายประเภท มีบางกรณีที่โอเวอร์โหลดใน 100 กรัมปล่อยให้บุคคลนั้นมีชีวิตรอด แต่ความจริงก็คือมันหายากมาก
- กำลังเรียน การเคลื่อนไหวต่างๆเราสามารถแยกแยะการเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างเรียบง่ายและธรรมดาได้หนึ่งประเภท - การเคลื่อนไหวด้วยความเร่งคงที่ ให้เราให้คำจำกัดความและคำอธิบายที่แม่นยำของการเคลื่อนไหวนี้ กาลิเลโอเป็นคนแรกที่ค้นพบการเคลื่อนไหวด้วยความเร่งคงที่
กรณีง่าย การเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ- นี่คือการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ ซึ่งโมดูลและทิศทางของการเร่งความเร็วจะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา สามารถเป็นเส้นตรงและโค้งมนได้ รถบัสหรือรถไฟเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่โดยประมาณเมื่อออกตัวหรือขณะเบรก ลูกยางวิ่งบนน้ำแข็ง ฯลฯ วัตถุทั้งหมดภายใต้อิทธิพลของแรงดึงดูดมายังโลกจะตกลงมาใกล้พื้นผิวของโลกด้วยความเร่งคงที่ หากละเลยแรงต้านของอากาศได้ นี้จะมีการหารือเพิ่มเติม เราจะศึกษาการเคลื่อนไหวเป็นหลักด้วยความเร่งคงที่
เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ เวกเตอร์ความเร็วจะเปลี่ยนในลักษณะเดียวกันสำหรับช่วงเวลาที่เท่ากัน หากช่วงเวลาลดลงครึ่งหนึ่ง โมดูลัสของเวกเตอร์การเปลี่ยนแปลงความเร็วก็จะลดลงครึ่งหนึ่งด้วย อันที่จริง สำหรับช่วงครึ่งแรกของช่วงเวลา ความเร็วจะเปลี่ยนไปในลักษณะเดียวกับช่วงที่สอง ในกรณีนี้ ทิศทางของเวกเตอร์เปลี่ยนความเร็วยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อช่วงเวลาจะเท่ากันในทุกช่วงเวลา ดังนั้น นิพจน์สำหรับการเร่งความเร็วสามารถเขียนได้ดังนี้:
มาอธิบายเรื่องนี้ด้วยภาพกัน ให้วิถีเป็นเส้นโค้ง ความเร่งคงที่และมุ่งลงด้านล่าง จากนั้นเวกเตอร์เปลี่ยนความเร็วสำหรับช่วงเวลาที่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น ทุกวินาที จะถูกชี้ลงด้านล่าง ให้เราหาการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในช่วงเวลาต่อเนื่องกันเท่ากับ 1 วินาที ในการทำเช่นนี้ เราแยกจุด A ความเร็ว 0, 1, 2, 3 เป็นต้น ซึ่งร่างกายได้รับหลังจาก 1 วินาทีแล้วลบออก ความเร็วเริ่มต้นจากจุดสิ้นสุด เนื่องจาก = const เวกเตอร์การเพิ่มความเร็วทั้งหมดสำหรับแต่ละวินาทีจะอยู่บนแนวดิ่งเดียวกันและมีโมดูลเดียวกัน (รูปที่ 1.48) กล่าวคือ โมดูลของเวกเตอร์เปลี่ยนความเร็ว A จะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
ข้าว. 1.48
หากความเร่งคงที่ก็สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อหน่วยเวลา ซึ่งช่วยให้คุณตั้งค่าหน่วยสำหรับโมดูลการเร่งความเร็วและการฉายภาพได้ มาเขียนนิพจน์สำหรับโมดูลการเร่งความเร็วกัน:
ดังนั้นจึงเป็นไปตามนั้น
ดังนั้นหน่วยความเร่งคือความเร่งคงที่ของการเคลื่อนที่ของร่างกาย (จุด) ซึ่งโมดูลความเร็วเปลี่ยนแปลงต่อหน่วยความเร็วต่อหน่วยเวลา:
หน่วยความเร่งเหล่านี้อ่านว่า 1 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง และ 1 เซนติเมตรต่อวินาทียกกำลังสอง
หน่วยความเร่ง 1 m/s 2 คือความเร่งคงที่ซึ่งโมดูลัสของการเปลี่ยนแปลงความเร็วในแต่ละวินาทีคือ 1 m/s
หากความเร่งของจุดไม่คงที่และในชั่วขณะหนึ่งจะเท่ากับ 1 m/s 2 นี่ไม่ได้หมายความว่าโมดูลัสของการเพิ่มความเร็วคือ 1 m/s ต่อวินาที ในกรณีนี้ ควรเข้าใจค่า 1 m / s 2 ดังนี้ หากเริ่มจากช่วงเวลานี้ ความเร่งจะคงที่ จากนั้นโมดูลัสของการเปลี่ยนแปลงความเร็วจะเท่ากับ 1 m / s ทุกวินาที
รถ Zhiguli เมื่อเร่งความเร็วจากการหยุดนิ่งจะได้รับการเร่งความเร็ว 1.5 m / s 2 และรถไฟ - ประมาณ 0.7 m / s 2 หินที่ตกลงสู่พื้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 9.8 m/s 2
จากการเคลื่อนไหวที่ไม่เท่ากันประเภทต่างๆ เราได้แยกแยะการเคลื่อนไหวที่ง่ายที่สุดด้วยความเร่งคงที่ อย่างไรก็ตาม ไม่มีการเคลื่อนไหวใดที่มีการเร่งความเร็วคงที่อย่างเคร่งครัด เช่นเดียวกับไม่มีการเคลื่อนไหวใดที่มีความเร็วคงที่อย่างเคร่งครัด ทั้งหมดนี้เป็นแบบจำลองการเคลื่อนไหวจริงที่ง่ายที่สุด
ทำแบบฝึกหัด
- จุดเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรด้วยความเร่ง ซึ่งมีโมดูลัสคงที่และเท่ากับ 2 m/s 2 นี่หมายความว่าใน 1 วินาที โมดูลัสของความเร็วของจุดเปลี่ยน 2 m/s หรือไม่?
- จุดเคลื่อนที่ด้วยความเร่งแปรผัน ซึ่งโมดูล ณ จุดใดจุดหนึ่งคือ 3 m/s 2 . จะตีความค่าความเร่งของจุดเคลื่อนที่นี้ได้อย่างไร
ความเร็วของรถที่เร่งจากจุดเริ่มต้นไปยัง ส่วนเส้นตรงความยาวเส้นทาง km ด้วยความเร่งคงที่ km/h 2 คำนวณโดยสูตร กำหนดอัตราเร่งขั้นต่ำที่รถต้องเคลื่อนที่เพื่อให้ได้ความเร็วอย่างน้อยกม. / ชม. หลังจากขับหนึ่งกิโลเมตร แสดงคำตอบของคุณในกม. / ชม. 2
ทางออกของปัญหา
บทเรียนนี้แสดงตัวอย่างการคำนวณความเร่งน้อยที่สุดของรถภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด การตัดสินใจครั้งนี้สามารถใช้เตรียมสอบวิชาคณิตศาสตร์ได้สำเร็จโดยเฉพาะในการแก้ปัญหาอย่าง B12
เงื่อนไขคือสูตรสำหรับกำหนดความเร็วของรถ: ด้วยความยาวเส้นทางที่ทราบและความเร่งคงที่ . ในการแก้ปัญหา ปริมาณที่ทราบทั้งหมดจะถูกแทนที่ลงในสูตรข้างต้นเพื่อกำหนดความเร็ว เป็นผลให้ได้รับความไม่เท่าเทียมกันที่ไม่ลงตัวกับสิ่งที่ไม่รู้จัก เนื่องจากทั้งสองส่วนของอสมการนี้มีค่ามากกว่าศูนย์ พวกมันจึงถูกยกกำลังสองตามคุณสมบัติหลักของอสมการ การแสดงค่าจากความไม่เท่าเทียมกันเชิงเส้นที่เป็นผลลัพธ์ จะกำหนดช่วงความเร่ง ตามเงื่อนไขของปัญหา ขีดจำกัดล่างของช่วงนี้เป็นที่ต้องการ อัตราเร่งน้อยที่สุดรถภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด
