Tosiaan, aikoinani tällää oli kovat keskustelut siitä, että kuinka joku ajoneuvo, joka kiihdyttää pelkällä kumipyörällä kitkakertoimen ollessa 1 voi kiihtyä nopeampaa kuin tuo g-voima eli 9.81ms^2.
Syyhän oli selvä, tie on hieman ropoliainen jolloin kumi tunkeutuu asfalttiin ja työntää ajoneuvoa hurjempaan menoon.
Mutta kysymys kuuluukin, että mites tuon voi fysikaalisesti todistaa, että jos kitkakerroin on 1 ja tie absoluuttisen sileä, niin ajoneuvon max kiihtyvyys on juuri 9.81m/s^2.
F = ma
umg = ma (massat supistuu)
mg = a
Tuo on ilmeisesti aika hyvä perusta, mutta mistä esim. tiedän tuon a:n suunnan. sehän voisi olla vaikka ylöspäin. Eli miten todistetaan myös se, miten auto voi mennä esim, oikealle tai vasemmalle juuri tuota 9.81m/s^2?
Syyhän oli selvä, tie on hieman ropoliainen jolloin kumi tunkeutuu asfalttiin ja työntää ajoneuvoa hurjempaan menoon.
Mutta kysymys kuuluukin, että mites tuon voi fysikaalisesti todistaa, että jos kitkakerroin on 1 ja tie absoluuttisen sileä, niin ajoneuvon max kiihtyvyys on juuri 9.81m/s^2.
F = ma
umg = ma (massat supistuu)
mg = a
Tuo on ilmeisesti aika hyvä perusta, mutta mistä esim. tiedän tuon a:n suunnan. sehän voisi olla vaikka ylöspäin. Eli miten todistetaan myös se, miten auto voi mennä esim, oikealle tai vasemmalle juuri tuota 9.81m/s^2?
Vastaukset 9
Vanhimmat
Kiihtyvyys on vektori suure, eli sillä on suunta ja suuruus. Ei vaadi mitään todisteluja.
Mutta siis, g-voiman kiihtyvyyden vekorihan on alaspäin. Kiihdtysautollahan se on eteenpäin. Eihän tällaisia vektoreita voi yhdistää?
ja kitkavoima taas on reaktiivinen voima eli se on liikuttamaan pyrkivää voimaa vastaan tai jarruttava voima liikesuuntaa vastaan.
Eli kaava on siis oikeastaankin
-umg=ma
-ug = a
-g = a/u
voi se noinkin olla. Kaikkihan on vain siitä kiinni minkä suunnan valitsee positiiviseksi. Antamassasi esimerkissä suunta on sovittu siten että tarkasteltava liikesuunta on negatiivinen.
µmg = ma
vs.
-µmg = ma
kitkakerroin on silti tietysti aina positiivinen
Kitkavoiman suuruus riippuu kitkakertoimesta ja siitä voimasta jolla pintoja painetaan vastakkain.
Selkeimpänä ensimmäosenä on ajoneuvon painovoima mg.
Kiihdytydautossa on seuraava hyvin merkitsevä voima ajoneuvon massapisteen kiihdytysvoima, jonka voimavektori kilkee ajoneuvon painopisteen ja takapyörien tiehen kosketuspisteen kautta. Tämä voimavektori jakautuu kahteen komponenttiin, eli vaakasuoraan massakeskiötä kiihdyttävään sekä pystysuoraan tienpintaa vasten.
Voimavektorin suuruus on -mitä lie esim 500 kW tehonen mosa antaa. Alas tiehen painava komponentti on hyvin suuri. Helposti vielä toinen mg.
Tällöin kaavastasi tulisi 2umg = ma -> a = 2g
Siis mikä on keskikiihtyvyyden arvo näillä kiihdytysautoilla. Meneekö yli vai ali maan vetovoiman kiihtyvyyden?
Minun mielestä kitkakerroin voi olla yli yhden näillä kuumennetuilla liimarenkailla. Sen lisäksi siivellä voidaan renkaan kitkavoimaa lisätä yli auton painon tietä vasten.
Ensin hieman käsitteen kitka määrittelyä:
Kitkavoima (siis pinnan suuntainen) on kitkakerrroin * alaspäin painava voima.
Tämä on ihan fysiikan peruskäsitteitä ja on ilmeisesti kokeellisesti todettu.
Ja kitkakerroin ei voi olla 1 mikäli tie on absoluuttisen sileä. Kitkakerroin yleeensä suurenee pinnan rosoisuuden kasvaessa ja pienenee sileällä pinnalla.
Eli
------
Fk | |
kiihdytys autojen yhteydessä on mitatty renkaan ja alustan välille jopa yli yhden kitkakertoimia..