Auton maks. kiiihtyvyys

Dynaaminen painonsiirto ei lisää pyörien pitoa, vaan siirtää sitä eturenkailta takarenkaille. Niinpä kiihtyvyys on silloinkin enintään a = µg vaakasuoralla tiellä tyynessä säässä.

Jatkotehtävänä voitte laskea maksimaalisen kiihtyvyyden alamäessä tyynessä kitkakertoimen ollessa tasan yksi, sekä sen tien kallistuskulman jolla se saavutetaan. Vinkkinä vaan tiedoksi että silloin a > µg.

kiihdytyskilpailija kirjoitti:

Dynaaminen painonsiirto ei lisää pyörien pitoa, vaan siirtää sitä eturenkailta takarenkaille. Niinpä kiihtyvyys on silloinkin enintään a = µg vaakasuoralla tiellä tyynessä säässä.

Jatkotehtävänä voitte laskea maksimaalisen kiihtyvyyden alamäessä tyynessä kitkakertoimen ollessa tasan yksi, sekä sen tien kallistuskulman jolla se saavutetaan. Vinkkinä vaan tiedoksi että silloin a > µg.

Lue lisää

Johan se todettiin, että käytännössä kiihtymään suunnitellut autot saavuttavat huomattavasti suurempia kiihtyvyyksiä.

Et koskaan ole kiihdytyskilpailuissa käynyt?

Kollimaattori kirjoitti:

Johan se todettiin, että käytännössä kiihtymään suunnitellut autot saavuttavat huomattavasti suurempia kiihtyvyyksiä.

Et koskaan ole kiihdytyskilpailuissa käynyt?

Lue lisää

Ei sitä passiivi todennut, vaan minä 25.3.2017 4:57

Vierimisen yhtälöillä , joissa yhden pyörän kitkavoimana on M/4*g (M= auton massa), ja yhden pyörän hitausmomentti olisi ½*M/4*R^2 tulisi, että a=2g molemmille vetosille. Mutta laskuhan on tietysti monessakin suhteessa väärin , mutta ylärajaa tässä kysyttiinkin.

> muodostaen eräänlaiset "hammaspyörät", jolloin renkaiden pito
>näyttää rikkovan fysiikan lakeja.

Mitä fysiikan lakeja pito näyttää rikkovan?

laskee kirjoitti:

> muodostaen eräänlaiset "hammaspyörät", jolloin renkaiden pito
>näyttää rikkovan fysiikan lakeja.

Mitä fysiikan lakeja pito näyttää rikkovan?

Auton kiihtyvyys nousee yli yhden geen, minkä "ei pitäisi" olla mahdollista.

Kollimaattori kirjoitti:

Auton kiihtyvyys nousee yli yhden geen, minkä "ei pitäisi" olla mahdollista.

jos auto kiihtyy 0 - 100 km/h vaikkapa ajassa 2,0 s, niin keskikiihtyvyys on 13,89 m/s^2 eli 1,42g... eikös tuohon pysty monet kilpa-autot?

martta00 kirjoitti:

jos auto kiihtyy 0 - 100 km/h vaikkapa ajassa 2,0 s, niin keskikiihtyvyys on 13,89 m/s^2 eli 1,42g... eikös tuohon pysty monet kilpa-autot?

Kyllä. Sehän "sotii fysiikan lakeja vastaan", eikö vain? ;)

Monet nykyiset vakioautotkin saavuttavat alle miinus yhden geen hetkellisiä hidastuvuuksia jarrutuksissa. Rengas- ja jarruteknikka on kehittynyt huimasti viime vuosikymmeninä.

Puhdas arvaukseni on monien ajattelevan, että kitkakertoimen maksimi olisi yksi, en keksi muuta selitystä tuolle "sotii fysiikan lakeja vastaan" väitteelle.

laskee kirjoitti:

Puhdas arvaukseni on monien ajattelevan, että kitkakertoimen maksimi olisi yksi, en keksi muuta selitystä tuolle "sotii fysiikan lakeja vastaan" väitteelle.

Juurikin niin.

Kitkakertoimen ollessa yli yhden olisi periaatteessa mahdollista auton kiivetä seiniä pitkin, mutta eihän se ihan niin mene.

laskee kirjoitti:

Puhdas arvaukseni on monien ajattelevan, että kitkakertoimen maksimi olisi yksi, en keksi muuta selitystä tuolle "sotii fysiikan lakeja vastaan" väitteelle.

Kitkan käsite olisi ensin selvitettävä ennen keskustelua sen suuruudesta.
Fysikaalisesti kitka on vain kahden pinnan välistä liikettä vastustavasta voimasta johon ei liity mitään muuta muutosta tai fysikaalista ilmiötä.
Näissä tapauksissa kitkakertoimen maksimiarvo on 1, joka on erotettava muista, kuten koheesio, adheesio, muodonmuutos, ym vastustavista voimista jotka voivat saada liikettä vastustavat voimat suuremmiksi kuin niiden välinen voima, jolloin kyse ei enää ole fysiikassa määritellystä kitkasta.

On kummallista että edelleen useimmat väärinkuvittelevat, että kitkakerroin ei voisi olla yli 1.0 niin sanotussa kuivassa kitkassa.
Useimmissa kosketustapauksissa se toki on alle yhden ja erityyppisten aineiden kosketuksessa löytyy sille tyypillisia likimääräisarvoja. MUTTA 1.0 EI OLE YLÄRAJA.
Erikoistapauksissa kitkakerroin voi lähestyä ääretöntä.

Pitää ymmärtää, että kitkakerroin EI OLE fysiikan suure (vaikka useat fysiikanopettajatkin niin kuvittelevat) , vaan teknillinen suure.
Se yksinkertaisesti on vain liikettä (luistamista) vastustavan voiman suhde normaalivoimaan.
Se on siis kokeellisesti määritettävä suure. Sillä on tietyllä aineparilla ja tietyissä olosuhteissa yleensä likimain tietty lukuarvo. Tämä tekee mahdolliseksi ns. käsikirja-lukuarvojen käyttämisen kitkakertoimelle karkeissa teknisissä laskelmissa.
Herra Amonton "keksi" kitkakertoimen 1700-luvulla.

Vaikka kitkakerroin onkin puhtaasti teknillinen käsite, liikettä (luistamista) vastustava voima aiheutuu erilaisista fysikaalisista ja atomaarisista ilmiöistä, joista adheesio (lyhytvaikutteiset molekylaariset voimat, kuten van der Waals-voimat) on yleensä merkittävin.

Todettakoon että vaikka märkä/nestekitka on yleensä kuivakitkaa vähäisempi, löytyy sitä käyttäen ääretönkin kitkakerroin tosi helposti:
Pyörittäkää nestevoideltua lieriömäistä liukulaakeria ilman normaalivoimaa (= säteiskuormatta). Kitkakerroin tuli heti äärettömäksi koska:
Pyöritystä vastustava voima (joka ei ole nolla nesteen viskoosisuuden vuoksi) / Normaalivoima (joka säteisvoiman puuttuessa on nolla) = Ääretön. Määritelmänsä mukaisesti kitkakerroin
on nyt ääretön.

suoraanjaselkeästi kirjoitti:

On kummallista että edelleen useimmat väärinkuvittelevat, että kitkakerroin ei voisi olla yli 1.0 niin sanotussa kuivassa kitkassa.
Useimmissa kosketustapauksissa se toki on alle yhden ja erityyppisten aineiden kosketuksessa löytyy sille tyypillisia likimääräisarvoja. MUTTA 1.0 EI OLE YLÄRAJA.
Erikoistapauksissa kitkakerroin voi lähestyä ääretöntä.

Pitää ymmärtää, että kitkakerroin EI OLE fysiikan suure (vaikka useat fysiikanopettajatkin niin kuvittelevat) , vaan teknillinen suure.
Se yksinkertaisesti on vain liikettä (luistamista) vastustavan voiman suhde normaalivoimaan.
Se on siis kokeellisesti määritettävä suure. Sillä on tietyllä aineparilla ja tietyissä olosuhteissa yleensä likimain tietty lukuarvo. Tämä tekee mahdolliseksi ns. käsikirja-lukuarvojen käyttämisen kitkakertoimelle karkeissa teknisissä laskelmissa.
Herra Amonton "keksi" kitkakertoimen 1700-luvulla.

Vaikka kitkakerroin onkin puhtaasti teknillinen käsite, liikettä (luistamista) vastustava voima aiheutuu erilaisista fysikaalisista ja atomaarisista ilmiöistä, joista adheesio (lyhytvaikutteiset molekylaariset voimat, kuten van der Waals-voimat) on yleensä merkittävin.

Todettakoon että vaikka märkä/nestekitka on yleensä kuivakitkaa vähäisempi, löytyy sitä käyttäen ääretönkin kitkakerroin tosi helposti:
Pyörittäkää nestevoideltua lieriömäistä liukulaakeria ilman normaalivoimaa (= säteiskuormatta). Kitkakerroin tuli heti äärettömäksi koska:
Pyöritystä vastustava voima (joka ei ole nolla nesteen viskoosisuuden vuoksi) / Normaalivoima (joka säteisvoiman puuttuessa on nolla) = Ääretön. Määritelmänsä mukaisesti kitkakerroin
on nyt ääretön.

Lue lisää

Tuo ei päde fysiikassa. Voiteluaineen virtausvastus ei ole kitkaa lainkaan.
Virtausvastuksen kaavoissa ei mitään normaalivoimaa edes esiinny, kuten ei tietenkään kitkakerrointakaan, vaan vastuskerroin.

Aivan oikein. Mutta puhuinkin käsitteestä kitkakerroin, joka on teknillinen määritelmä.
Sitä sovelletaan paremman puutteessa myös nestekitkaan esimerkiksi lineaari- ja säteislaakereissa. Käsikirjoissa löytyy julkaistuna tällaisia kitkakertoimen arvoja kuormituksen ja liukunopeuden (Re-luvun) funktiona. Kitkakerroin nousee ääretöntä kohti kun nopeus pienentyy.
Tämä on siis tekniikkaa, jossa usimmiten täytyy käyttää fysiikan kirkasotsaisuudestakin poikkeavia kaavoja, paremman puuttuessa. Ei siis välitetä dogmaatikkojen vihasta.

Oikeasti kitkakerrointa kuuluisi soveltaa vain kuivaan kitkaan ja lukuarvo 1.0 ei ole sille mikään yläraja (vaikkakin sen arvo useimmilla kitkapareilla useimmissa olosuhteissa on alle yhden).
Äärettömyyskin löytyy eräissä tilanteissa. Kitkavoima voi (samanaikaisestikin) johtua erilaisista fysikaalisista ym ilmiöistä.

Helppo esimerkki lähinnä vain adheesion aiheuttamasta äärettömästä kitkakertoimesta on mittapalat: (Tarkkamittaiset suorakaidemuotoiset teräs- tai keramiikkapalat, joiden pinnat ovat hyvin tasomaiset ja joiden pinnankarheus on pieni, Ra alle 0.1 um).
Mahdollinen suojaöljy poistetaan niiden pinnoilta ja niitä asetetaan varovasti päällekkäin niin, että syntyy haluttu kokonaismitta. Mittapalanippuja käytetään esimerkiksi mittavälineiden tarkistukseen/kalibrointiin.
Näin yhteen saatettuja mittapaloja EI PYSTY vetämään erilleen. Vain SUUREHKOLLA VOIMALLA ne saa liukumaan toisiinsa nähden. Normaalivoima on kaiken aikaa nolla (eikä pintojen välisen tyhjövaikutuksen merkitys ole tässä kovin suuri).
Kitkakerroin = liukumiseen vaadittava voima / nollasuuruinen normaalivoima = ääretön.
Adheesio ei ole ainoa ilmiö, joka pystyy sopivissa olosuhteissa samaan.

Vaan a = g*(sin(ß) cos(ß))

Ensinnäkin, laskin kitkakertoimen u funktiona, en olettanut ykköseksi. Lisäksi tuolle kiihtyvyydellen on löydettävissä maksimiarvo mäen kaltevuuden funktiona, eli pitää derivoida tuion kaltevuuden suhteen maksimikohdan löytämiseksi. Jos u=1, antaa maksimikiihtyvyyden g*sqrt2 mäki jonka kaltevuus on 45 astetta.

NoinhanSeOn kirjoitti:

Ensinnäkin, laskin kitkakertoimen u funktiona, en olettanut ykköseksi. Lisäksi tuolle kiihtyvyydellen on löydettävissä maksimiarvo mäen kaltevuuden funktiona, eli pitää derivoida tuion kaltevuuden suhteen maksimikohdan löytämiseksi. Jos u=1, antaa maksimikiihtyvyyden g*sqrt2 mäki jonka kaltevuus on 45 astetta.

Lue lisää

Tuumailin tässä että jos sin cos maksimiarvoa täytyy hakea derivoimalla niin kovin on opiskelut ja rutiinit vielä alkuvaiheessaan.

Niinkuin kerroin, laskin kitkakertoimen u funktiona. Silloin maksimoitava funktio on u*cosa sina, jonka maksimiarvoa on vaikea nähdä derivoimatta. Mulla ei ole rutiinit alkuvaiheessa mutta sulla taitaa olla vaikeuksia luetun ymmärtämisessä.

NoinhanSeOn kirjoitti:

Ensinnäkin, laskin kitkakertoimen u funktiona, en olettanut ykköseksi. Lisäksi tuolle kiihtyvyydellen on löydettävissä maksimiarvo mäen kaltevuuden funktiona, eli pitää derivoida tuion kaltevuuden suhteen maksimikohdan löytämiseksi. Jos u=1, antaa maksimikiihtyvyyden g*sqrt2 mäki jonka kaltevuus on 45 astetta.

Lue lisää

-
" Ensinnäkin, laskin kitkakertoimen u funktiona, en olettanut ykköseksi."

Vaikka lähtisit siitä että alamäen kulman tangentti olisi 1/µ niin suurin kiintyvyys on µ .n arvolla 1, eli sitä ei olisi tarvinnut edes ennalta olettaa .

Niinkuin tuolla on edellä todettu, u arvo voi käytännössä olla suurempi kuin 1.

NoinhanSeOn kirjoitti:

Niinkuin tuolla on edellä todettu, u arvo voi käytännössä olla suurempi kuin 1.

Sori-
Otan takaisin edelliset puheeni, tarkoitus ei ollut loukata tai arvostella.
Ajatukseni vain kulki rataa että mainitsemassasi kaavassa kiihtyvyys on sitä suurempi, mitä suurempi µ.
Tässä se on rajattava 1.een, koska muuten ei ole olemassa mitään tiettyä maksimin antamaa kulmaa µ.n funktiona joten kulma on helposti havaittavissa ilman laskutoimituksiakin.

NoinhanSeOn kirjoitti:

Niinkuin tuolla on edellä todettu, u arvo voi käytännössä olla suurempi kuin 1.

Sori-
Otan takaisin edelliset puheeni, tarkoitus ei ollut loukata tai arvostella.
Ajatukseni vain kulki rataa että mainitsemassasi kaavassa kiihtyvyys on sitä suurempi, mitä suurempi µ.
Tässä se on rajattava 1.een, koska muuten ei ole olemassa mitään tiettyä maksimin antamaa kulmaa µ.n funktiona joten kulma on helposti havaittavissa ilman laskutoimituksiakin.

En tiedä mikä sisäpiirin juttu/vitsi tämä on, koska helposti on löydettävissä:
http://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html

Kitkakerroin siis yli 1, joten mitähän siinä oikein tapahtuu ?

>Kitkakerroin siis yli 1, joten mitähän siinä oikein tapahtuu ?

Ei siinä mitään ihmeellistä tapahdu. Jo aiemmin yllä totesin, että monet ajattelevat kitkakertoimen maksimin olevan yksi ja sen seurauksena täten mm. alumiinin sotivan fysiikan lakeja vastaan:) Toki kitkakerroin on lähes aina alle yhden, mutta kun katsoo sen määritelmää, mikään ei estä suurempia kertoimia.