Talvirenkaiden vaihdon yhteydessa heräsi mieleen kuinka jyrkkää mäkeä auto voi teoriassa nousta, jos pitoa vaan riittää.
Jos kitkakerroin on 1 ja autossa riittää teho, niin voiko kiivetä esimerkiksi 89,9 astetta jyrkkää mäkeä? Painovoimahan on alaspäin silloin melkein 9,81 x massa. Kitkavoimaa puolestaan melkein 0, mutta jos vetovoimaa on riittävästi, niin mitä sitten?
Jos kitkakerroin on 1 ja autossa riittää teho, niin voiko kiivetä esimerkiksi 89,9 astetta jyrkkää mäkeä? Painovoimahan on alaspäin silloin melkein 9,81 x massa. Kitkavoimaa puolestaan melkein 0, mutta jos vetovoimaa on riittävästi, niin mitä sitten?
Vastaukset 23
Vanhimmat
Kitkakerroin ilmoittaa, mikä osuus auton pintaa vastaan kohtisuorasta painovoimasta voi välittyä kitkavoimana. Siten, jos kitkakerroin on 1, voi auto kiivetä enintään 45 asteen mäkeä. Esim. kumin ja kuivan betonin välillä voidaan saavuttaa 1 luokkaa oleva lepokitkakerroin. Suurempiakin kitkakertoimia ja nousukulmia voidaan saada aikaan: jos autonrenkaissa on teräsnaulat ja alustana puu. Auton teho ei auta, jos kitkaa ei ole riittävästi.
Kiitos, noin se varmaan meneekin. Eli kitkavoima on massa * g * kitkakerroin * trigonometrinen funktio jollain kulmalla. Parikymmentä vuotta aikaa fysiikan luennoista, niin tahtoo unohtua perusasiat.
Ja sanoohan sen jo järkikin, ettei melkein 90 asteen pystysuoraa rinnettä voi autolla kiivetä.
Niin mutta pysyy ihminen melko jyrkällä pinnalla jos kengissä pito riittää.
Tuo "ettei melkein pystysuoraa voi autolla kiivetä" ei pidä paikaansa.
En hämmästeleisi jos autolla voisi liikkua vielä 70asteen kulmissa.
Asiasta kolmanteen
Joskun näkee kuinka joku kiipeää kapeassa käytävässä tai oven karmien välissä ilman tikkaita, siis pystysuoraa pintaa. mutta siinä tukireaktiot kohdistaa painetta kengän ja seinän väliin.
Muistaaksenin Audi Quattroa mainostettiin aikoinaan ajamalla se ylös Laajavuoren hyppyrimäen vauhdinottorinnettä. Mutta sen jyrkkyys on alle 45 astetta.
Ei kai sillä jyrkkyydellä ole väliä, jos vaan teho riittää (ja vääntö). Kyllähän laite voi mennä vaikka pystysuoria vaijereita pitkin, jos huolehditaan siitä, ettei auto kaadu (vaijerit menee jonkun silmukan kautta tai reilusti painopisteen yläpuolelta) ja että auton renkaissa on jokin systeemi, joka kiilaa vaijerin niin lujasti, ettei se pääse luistamaan (helpoin olisi tietysti kietoa vaijeri vanteen ympärille, jolloin se kiilaisi itse itsensä).
Tällöin kyseessä olisi kuitenkin jokin muu väline kuin auto, jonka liike saadaan aikaan renkaiden ja ajopinnan välisen kitkan avulla.
Voitaisiinhan "auto" varustaa myös joka kulmastaan rakettimoottorilla, jolloin se voisi nousta pystysuoraan aivan missä tahansa.
Eikä sillä tehollakaan ole paljon merkitystä, jos on riittävä alennusvaihde. Mopoautokin menee ylikuormalla vaikka millaista mäkeä, jos välityksellä saadaan metri minuutissa nopeus.
>
Varmasti vähän määrittelykysymys, mutta esim. Wikipedia määrittelee auton näin: "Auto on pyörillä liikkuva henkilöiden ja tavaran kuljetukseen tarkoitettu moottorin voimin liikkuva ajoneuvo.". Tällä perusteella pystysuoraan nouseva kulkuväline olisi auto (ainakin tietyin reunaehdoin).
Jospa tuossa tapauksessa renkaat ovat esim. kiilaavia hampaita sisältäviä, niin kyllähän se melkoisen hyvin täyttää omatkin ehtosi. Suoraan ylös suuntautuva liike tosiaan tarvitsee erityisen kitkasta huolehtimisen, mutta siis eihän sekään ole mitenkään mahdotonta. Ei siis ole mitään rajakulmaa, mitä jyrkempää ei autolla pystyisi nousemaan, jos tehoa/vääntöä on riittävästi.
>
Nimenomaan.
>
Kunhan huolehditaan, ettei ko. koppero keikahda kumoon.
Olen nähnyt telkkarissa kuinka Batmanin lepakkoauto kulkee ylös pystysuoraa seinää.
MOT TOD
Onko se enää kitkaa jos sentin piikit uppoaa alustaan? Pelkällä kitkalla jos meinaa pysyä ja kerrointa piisaa niin kulma lähestyy 90 astetta sitä koskaan saavuttamatta, edellyttäen että autoa seinään painava voima on >0N.
Tarvittaisiin jotain fantastista materiaalia olevat renkaat joilla saisi ääretöntä lähestyvän kitkakertoimen.
Kaltevalla pinnalla olevan kappaleen voima(paino) voidaan jakaa pinnalle kohtisuoraan ja pinnan suuntaiseen komponenttiin.
Kitkavoima = pinnalle kohtisuora voimakomponentti*kitkakerroin. Jos kitkakerroin 1 -> kitkavoima = pinnalle kohtisuora voima.
Että auto pysyisi paikallaan/etenisi vakionopeudella olisi kitkavoiman oltava vähintään yhtä suuri kuin pinnan suuntainen voimakomponentti. Siis kulma, jolla pinnalle kohtisuora ja pinnansuuntainen voimakomponentti ovat yhtä suuria. Eli siis 45deg.
Kitkakeroin on matemaattinen yksinkertaistus. Voikohan sitä suoraan soveltaa renkaan pitoon. Renkaan suunnittelu on aikamoista kokeelista tiedettä.
Rengas ei ole sileä eikä ole tietkään sileitä.
Siis odotas nyt, eikö ihmisen ole mahdollista kiivetä köyttä pitkin urheiluhallin kattoon ?
Ja siis, miksei samaa hommaa voisi tehdä konevoimalla ?
Jos määrität asvaltin ja renkaan välisen kitkakertoimen(kitkakertoimet) kokeellisesti niin miksikäs sitä ei voisi tällä tavoin soveltaa?
Niinpä tietenkin. Eipä kitkakerrointa taida voida erilaisille renkaille muuten määrittääkään kuin kokeelisesti mittaamalla.
Kilpa-autoille ja niiden renkaille mitataan aivan rutiininomaisesti yli yhden meneviä teoreettisia kitkakertoimia, joten renkaan ja tien välissä on mukana muutakin kuin pelkkä kitka.
Nykyaikaisen renkaan pito on yhdistelmä kitkaa, imukuppia ja hammasratasta. Kuin hämähäkkimies kiipeäisi imukuppikengillään ja -hanskoillaan pilvenpiirtäjän lasiseinää.
" Talvirenkaiden vaihdon yhteydessa heräsi mieleen kuinka jyrkkää mäkeä auto voi teoriassa nousta, jos pitoa vaan riittää. "
Ihan miten jyrkkä tahansa 0 asteen ja 360 asteen väliltä.
Ja ihan sama onko pitoa tai ei ja onko vääntöä tai tehoa ollenkaan.
Jos pito puuttuu on kiihtyvyyttä alaspäin yhden geen verran, mutta kun alkunopeutta on tarpeeksi niin auto nousee sen mäen ylös asti.
180 asteen nousu taas edellyttää mäen kaarevuutta pituus suunnassa, eli kaltevuuden muutosta matkan funktiona riittävän alkunopeuden lisäksi. Tällöin painovoima toimii keskihakukiihtyvyytenä, eikä auto tipahda tiestä irti riippumatta olemattomasta pidosta.
Mikä on mäki? Voiko mäellä olla 0, 90, 180 tai 270 -asteen kulma?
Riippuu ihan siitä mistä sen kulman mittaa, siis havaintopaikasta.
Yleisesti käytettänee vaakasuora=0 astetta, ylöspäin isonee.
Ei kuitenkaan yli 90 asteen;-), mieti itse miksi?
Tottakai voi olla yli 90 asteen nousukulma, silloin ajat pinnalla, mikä on jotain sisäkaton ja seinän väliltä.