С каким ускорением движется трактор с прицепом, если сопротивление движению равно 1,5 кн, масса прицепа 0,5 т, а сила тяги на крюке трактора 1,6 кн? — вопрос №2262419 — Учеба и наука

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика

Решено

Газ находится в баллоне вместимостью 8,31 л при температуре 127 градусов С и давлении 100 кПа .Какое количество вещества находится в газе?

Решено

У поверхности Земли на космонавта действует гравитационная сила 640 Н. Какая гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в…

мяч массой 1 кг падает с высоты 2 м . Определите изменение кинетической энергии мяча на первой и второй половинах пути

Контрольная работа по теме: «Основы МКТ» 10 класс

Решено

Сколько колебаний происходит в электромагнитной волне с длиной волны 30 м в течение одного периода звуковых колебаний с частотой 200 Гц?

Пользуйтесь нашим приложением

Контрольная работа по дисциплине «Техническая механика»

Билет
№1

Задача № 1

Определить реактивную силу и момент в точке защемления
балки.

Исходные
данные:

Изгибающий
момент М_и = 100 Нм;

Поперечная
сила F = 50 Н;

Собственный вес
балки не учитывать.

Задача
№ 2

Определить
силу тяги на крюке трактора, если ускорение, с которым трактор ведет прицеп,  а
= 0,2 м/с².   Масса прицепа  m
= 0,5 тонн,  сопротивление движению  F
= 1,5 кН.

Задача
№ 3

После
спуска с сортировочной горки железнодорожная платформа массой m = 9000 кг имела скорость v₀ = 2 м/с
и двигалась до полной остановки в течение времени  t = 30 с.

Какова
средняя величина равнодействующей всех сил, действовавших на платформу?

__________________________________________________________________________________

Билет
№2

Задача
№ 1

 Определить
реактивную силу и момент в точке защемления балки.

 Собственный
вес балки не учитывать.

Исходные
данные:

Момент
пары Ми = 50 Нм

Поперечная
сила F =
200 Н

Длина
бруса L =
6 м

Задача
№ 2

Определить
силу натяжения в канате крановой установки, поднимающей груз G с
ускорением а.

Исходные
данные:

Масса
груза m = 5 тонн

Ускорение
груза а = 2 м/сек²

Ускорение
свободного падения принять равным g = 10 м/сек²

Силой
сопротивления воздуха пренебречь.

Задача
№ 3

Снаряд
массой  m_c = 20 кг, летящий горизонтально со
скоростью  v_{c= 500 м/с}, попадает в
груженую платформу массой  m_п = 10 т и
застревает в грузе.

С
какой скоростью  v_п  стала двигаться платформа?

Потерями энергии
во время торможения снаряда в грузе пренебречь.

Билет
№3

Задача
№ 1

Найти
силу натяжения упругой нити, удерживающей груз в состоянии равновесия на
идеально гладкой наклонной плоскости.

Исходные
данные:

Вес
груза G = 120 Н

Задача
№ 2

К
одному концу веревки, перекинутой через неподвижный блок, привязан груз массой 

m = 20 кг. С каким ускорением движется груз,
если к другому концу веревки приложена сила 220 Н?   Трение не
учитывать.

Задача
№ 3

Определить
скорость вагона массой  m
= 25 тонн  к началу торможения, если он остановился за время    t
= 2 минуты  под действием средней силы торможения    F
= 4 кН.

__________________________________________________________________________________

 Билет
№4

Задача
№ 1

Определить силу
натяжения гибкой связи (нити) на участке АВ.

Исходные
данные:

Вес
груза G = 100 Н.

Углы
между ветвями нити представлены на схеме.

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 2t²— 2;

y = t²+ 5.

Определите скорость
и ускорение точки в момент времени  t = 4 сек.

Задача № 3

На шнуре подвешена
двухкилограммовая гиря.

Каково при этом
натяжение Т шнура?  Как изменится натяжение шнура, если с его
помощью поднимать гирю вертикально вверх равномерно?  Поднимать вертикально
вверх с ускорением a = 3 м/с²? 

 Билет
№5

Задача
№ 1

Перемещение
шарового груза ограничивают плоские наклонные поверхности (см. схему).
Определить величину и направление сил, действующих на груз со стороны
ограничивающих плоскостей (реакции связей).

Исходные
данные:

Углы
между поверхностями приведены на схеме.

Масса
груза m = 12 кг.

Ускорение
свободного падения g принять
равным 10 м/сек².

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 12 +
2t²;

y = 124 .

Определите
скорость и ускорение точки в момент времени  t = 25 сек.

Задача № 3

Автомобиль массой 
m = 2
тонны двигавшийся с начальной скоростью v₀ = 36
км/ч остановился, пройдя после начала торможения путь S =
20 м. Определить величину тормозящей силы.

__________________________________________________________________________________

Билет
№6

Задача
№ 1

Груз G
удерживается гибкой связью (нитью) и тонким стержнем  в состоянии равновесия.
Определить силу натяжения  гибкой связи (нити).

Исходные
данные:

Углы
между элементами растяжки представлены на схеме.

Масса
груза m = 10 кг.

Ускорение
свободного падения g принять
равным 10 м/сек².

Задача № 2

Пушечное
ядро массой m = 12 кг после выстрела поднялось на высоту 40
м, после чего упало на землю, описав траекторию в виде дуги длиной 200 м.

Определите
работу, выполненную силой тяжести по перемещению пушечного ядра по всей
траектории полета и на пути от верхней точки траектории до поверхности земли.

Задача
№ 3

Автомобиль массой 
m = 0,8
тонны двигавшийся с начальной скоростью v₀ = 72
км/ч остановился, пройдя после начала торможения путь S =
50 м. Определить величину тормозящей силы.

Билет
№7

Задача № 1

Балка
находится в состоянии равновесия на опорах А и В.
Определить величину и направление реакции опоры В.

Вес
балки не учитывать.

Исходные
данные:

Сила
F = 150 Н.

Размеры балки и
направление силы F приведены
на схеме.

Задача
№ 2

При
вертикальном подъёме груза массой  m = 2 кг  на высоту  h
= 10 м  совершена работа  A = 240 Дж.

С каким ускорением
поднимали груз?

Задача
№ 3

По
горизонтальной плоскости скользит тело массой  m = 2 кг, 
которому была сообщена начальная скорость  v₀=
4м/сек. Через время t = 8 сек после начала движения
тело остановилось.

Определить
модуль силы трения скольжения  F_тр  между телом и
плоскостью, а также величину коэффициента трения.

________________________________________________________________________________________

Билет
№8

Задача № 1

Определить
реактивную силу R и
реактивный момент m жесткой заделки (см. схему). Уточнить
направление реакций.

Исходные
данные:

Распределенная
нагрузка q = 10 Н/м.

Вес
бруса не учитывать.

Задача № 2

На шнуре,
способном выдержать натяжение  N = 200 Н, подвешен
груз массой  m = 12 кг. За
свободный конец шнура груз начали поднимать вверх с ускорением  a = 5 м/с².

Определить, выдержит шнур нагрузку
или порвется?

Задача № 3

Какую
мощность должен развивать двигатель, чтобы разогнать по горизонтальной
поверхности первоначально неподвижный автомобиль массой  m = 3
т  до скорости v = 36 км/ч за время t = 12
секунд?  Потерями на трение пренебречь.

Билет
№9

Задача
№ 1

Балка
висит на гибких связях горизонтально, нагружена собственным весом G, силой F и
находится в состоянии равновесия.

Определить
реакцию гибкой связи R_А.

Исходные
данные:

Вес
балки G =
1200 Н

Сила
F =
600 Н

Расположение
гибких связей и силовых факторов приведено на схеме.

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 4 + 12t 

y = 8t²— 5.

Определите скорость
и ускорение точки в момент времени t = 12 сек.

Задача
№ 3

Гвоздь
длиной  l = 10 см  забивают в деревянный брус одним ударом
молотка массой 

m = 0,5 кг.  В
момент удара скорость молотка  v_М  равна  15
м/с.

Определите среднюю
силу трения  F_ТР  стержня гвоздя о дерево бруса.

__________________________________________________________________________________

Билет
№10

Задача
№ 1

Невесомая
балка находится в состоянии равновесия под действием момента М и реакций
опор R_A и R_B.

Определить
величину и направление реакций опор балки.

Исходные данные:

Момент
М = 100 Нм.

Размеры
балки приведены на схеме.

Задача № 2

Автомобиль,
двигавшийся с начальной скоростью v₀ = 36
км/ч, остановился, пройдя после начала торможения путь S =
20 м.

Определить
время от начала торможения до полной остановки автомобиля.

Задача
№ 3

Определить
силу тяги на крюке трактора, если ускорение, с которым трактор ведет прицеп,  а
= 0,5 м/с².  Масса прицепа  m
= 0,6 тонн,  сопротивление движению  F
= 2,5 кН.

Билет
№11

Задача
№ 1

Конструкция
из невесомых стержней АВ и АС находится в равновесии,
удерживаемая шарнирными связями (см. схему). В точке А к шарниру
приложена вертикальная сила F.

Определить
реакцию в шарнире В.

Исходные
данные:

Сила
F = 1000
Н.

Углы
между элементами конструкции представлены на схеме.

Задача № 2

Железнодорожный
вагон, двигавшийся с начальной скоростью v₀ = 18
км/ч, остановился через время  t = 20 секунд после
начала торможения.

Определить путь,
пройденный вагоном от начала торможения до полной остановки.

Задача
№ 3

Охотник
стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения.

Какую
скорость имела лодка, если она остановилась после пяти быстро следующих друг за
другом выстрелов?

Масса лодки вместе
с охотником m_Л = 150 кг, масса заряда m_З
= 40 г, средняя скорость дроби и пороховых газов v_З = 600 м/с.

__________________________________________________________________________________

Билет
№12

Задача № 1

Невесомая
балка жестко защемлена. Определить реактивную силу и реактивный момент в
заделке А.

Исходные данные:

Распределенная
нагрузка q = 100
Н/м;

Длина
участка а, на котором действует распределенная нагрузка, равна
половине длины бруса;

Поперечная
сила F = 500
Н;

Длина
бруса L =
12 м.

Задача
№ 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 12t +
24;

y = t²— 25.

Определите скорость
и ускорение точки в момент времени  t = 25 сек.

Задача № 3

Определить
силу натяжения в канате крановой установки, поднимающей груз массой 

m = 15 тонн  с
ускорением  а = 1,2 м/сек². Ускорение
свободного падения принять равным

g = 10
м/сек², сопротивлением воздуха пренебречь.

Билет
№13

Задача № 1

Балка
лежит на опорах А и В, нагружена силой F и
находится в равновесии.

Указать
какое из уравнений равновесия балки составлено неправильно.

Вес
балки не учитывается.

o   6R_А — 2F = 0

o  
4F
— 6R_В = 0

o  
R_A
— F — R_B = 0

o   4R_A — 2R_B = 0

o   Все уравнения
правильные

o   Все уравнения
неправильные

Задача
№2

Через
сколько времени упадет на поверхность земли гиря массой m = 6 кг,
если ее уронить с высоты h = 25 м?  Начальная скорость гири равна
нулю, аэродинамическими потерями при расчете пренебречь.

Задача
№ 3

Груз
массой  m = 0,1 кг привязан к центру посредством упругого
шнура длиной l = 0,5
м и равномерно вращается вокруг центра в вертикальной плоскости с частотой n
= 1 об/сек.

Определить
натяжение N шнура,
когда шарик находится в верхней точке траектории своего движения.

__________________________________________________________________________________

Билет
№14

Задача № 1

На схеме
изображена балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой q = 10 Н/м.
Какова реакция опоры А? Укажите направление этой реакции на схеме.

o   50 Н

o   100 Н

o   12,5 Н

o   25 Н

o   10 Н

Задача №2

На какую высоту
поднимется ядро пушки при вертикальном выстреле, если его начальная скорость v₀ = 50
м/сек?
Аэродинамическими сопротивлениями при расчете пренебречь.

Задача №  3

Брусок массой  m = 4 кг
перемещается по горизонтальной плоскости под действием горизонтально
направленной постоянной силы  F = 20 Н.

Определить
ускорение, с которым движется брусок, если коэффициент трения между
поверхностями   f = 0,5.

Билет
№15

Задача № 1

Балка
находится в состоянии равновесия на опорах А и В. Определить
величину и направление реакции опоры В.

Вес
балки не учитывать.

Исходные
данные:

Сила
F = 4 кН.

Размеры балки и
направление силы F приведены
на схеме.

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 10 + 5t; 

y = — 5 + 18t.

Определите
скорость и ускорение точки в момент времени t = 12 сек.

Задача
№ 3

Гвоздь
длиной  l = 6 см  забивают в деревянный брус одним ударом
молотка, имеющего массу m = 0,6 кг.  В момент удара
скорость молотка  v_М  равна  10
м/с.

Определите
среднюю силу трения  F_ТР  стержня гвоздя о дерево
бруса.

__________________________________________________________________________________

Билет
№16

Задача № 1

Определить
реактивную силу R и
реактивный момент m жесткой заделки (см. схему). Уточнить
направление реакций.

Исходные
данные:

Распределенная
нагрузка q = 25 Н/м.

Вес
бруса не учитывать.

Задача № 2

На шнуре,
способном выдержать натяжение  N = 400 Н, подвешен
груз массой  m = 15 кг. За
свободный конец шнура груз начали поднимать вверх с ускорением  a = 6 м/с².

Определить,
выдержит шнур нагрузку или порвется?

Задача
№ 3

Снаряд
массой  m_c = 50 кг, летящий горизонтально со
скоростью  v_{c= 400 м/с}, попадает в
груженую платформу массой  m_п = 10 т и
застревает в грузе.

С
какой скоростью  v_п  стала
двигаться платформа?

Потерями энергии на
трение и нагрев во время торможения снаряда в грузе пренебречь.

Билет №17

Задача № 1

Балка
висит на гибких связях горизонтально, нагружена собственным весом G, силой F и
находится в состоянии равновесия.

Определить
реакцию гибкой связи R_А.

Исходные
данные:

Вес
балки G = 200
Н,

Сила
F = 600
Н.

Расположение гибких связей и
силовых факторов приведено на схеме.

Задача № 2

Пушечное
ядро массой m = 12 кг после вертикального выстрела
поднялось на высоту 30 м, после чего упало на землю. Определите скорость
v, с
которой ядро вылетело из ствола пушки. При расчете не учитывать сопротивление
воздуха.

Задача
№ 3

Охотник
стреляет из ружья с движущейся лодки по направлению ее движения. Какую скорость
имела лодка, если она остановилась после четырех быстро следующих друг за
другом выстрелов? Масса лодки вместе с охотником m_Л
= 200 кг, масса заряда m_З = 40 г, средняя
скорость дроби и пороховых газов v_З = 400 м/с.

________________________________________________________________________________________

Билет №18

Задача № 1

Балка
лежит на опорах А и В, нагружена силой F = 1800 Н  и
находится в равновесии.

Определить
реактивные силы R_A и R_B.

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 6 + 5t²; 

y = 2 + 18t.

Определите пройденный
путь и скорость через время  t = 12 сек.

Задача № 3

Определить
силу натяжения в канате крановой установки, поднимающей груз массой 

m = 6 тонн  с
ускорением  а = 1,1 м/сек². Ускорение
свободного падения принять равным

g = 10
м/сек²,  сопротивлением воздуха пренебречь.

Билет №19

Задача № 1

На схеме
изображена балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой q = 40 Н/м.

Определите:

1. Величину и
направление реакции опоры А;

2. Величину
вращающего момента, создаваемого распределенной нагрузкой относительно опоры В.

Задача № 2

Перемещение
материальной точки на плоскости описывается уравнениями:

x = 2 + 2t; 

y = — 5 + 6t².

Через время t
= 6 сек определите пройденный путь и ускорение точки.

Задача
№ 3

Какова
должна быть мощность вертикального выстрела пушки, чтобы снаряд массой

 m
= 12 кг  за  2 секунды   поднялся на высоту  h = 200 м?

Сопротивлением
воздуха при расчетах пренебречь.

________________________________________________________________________________________

Билет №20

Задача № 1

Найти силу
натяжения упругой нити, удерживающей груз в состоянии равновесия на идеально
гладкой наклонной плоскости.

Исходные
данные:

Вес
груза G = 300 Н

Задача
№ 2

Пушечное
ядро массой m = 8 кг после вертикального выстрела
поднялось на высоту 65 м, после чего упало на землю. Определите скорость
v, с
которой ядро вылетело из ствола пушки. Какую работу выполнила сила тяжести при
перемещении ядра к верхней точке траектории? Сопротивление воздуха не учитывать.

Задача
№ 3

После
спуска с сортировочной горки железнодорожная платформа массой m = 12000 кг имела скорость v₀ = 3 м/с
и двигалась до полной остановки в течение времени  t = 40 с.

Какова
величина равнодействующей всех сил, действовавших на платформу?

7.2: Оценка — Технические тексты LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• David Levinson et al.
• Ассоциированный профессор (инженерия) через Википедию

Характеристики дорожного транспортного средства формирует основы, которые составляют рекомендации по проектированию автомагистралей и анализу трафика. Дороги должны быть спроектированы таким образом, чтобы транспортные средства, движущиеся по ним, были приспособлены. Например, система автомагистралей между штатами в Соединенных Штатах имеет максимально допустимый уклон, который можно использовать, чтобы полуприцепы, которые часто используют эти дороги, могли путешествовать по ним, не сталкиваясь с проблемами уклона. Хотя в горных районах, таких как Скалистые горы Колорадо, это может представлять собой довольно сложную конструкцию, без этого грузовики были бы вынуждены искать лучшие альтернативные маршруты, что требует времени и денег. Способность определенного типа транспортного средства использовать дорогу зависит от мощности, вырабатываемой его двигателем, а также от других характеристик дороги и окружающей среды. При выборе конструкции дороги необходимо учитывать эти элементы.

Филберт-стрит в Сан-Франциско (Северный пляж)

Иллюстрация

Насколько крутой уклон в Сан-Франциско? Знаменитая Ломбард-стрит, самая извилистая улица в мире, имеет оценку всего 14,3%. Источники различаются по самой крутой улице Сан-Франциско. Филберт-стрит между Хайдом и Ливенвортом имеет оценку 31,5%, Прентисс между Чепменом и Поухаттаном, как сообщается, имеет оценку 37%.

Вождение в Сан-Франциско иногда похоже на американские горки: вы не можете видеть ниже носа своей машины, стоящей на вершине холма, хотя обычно вы можете видеть основание холма.

Какая максимальная оценка разрешена законом?

Максимальный уклон регулируется не столько законом, сколько техническими стандартами. Максимальный уклон зависит от типа дороги и ожидаемой скорости. На практике это зависит от альтернатив: альтернатива вообще не дорога? Оценка Max в относительно плоской Миннесоте может быть ниже, чем оценка Max в горном Колорадо, где меньше альтернатив. Некоторые типичные значения для иллюстрации:

• Автомагистраль между штатами считается нестандартной, если ее оценка > 7%.
• Национальная дорога (построена в 1806 г.) имела максимальный уклон 8,75%.
• Местные дороги намного выше (иногда допускается 12% или 15%)
• Otter Tail Дороги округа Миннесота 6%, переулки 8%
• Подъездные пути могут составлять до 30% на короткие расстояния

Ломбард-стрит в Сан-Франциско

Основные характеристики

Тяговое усилие и сопротивление являются двумя основными силами, которые противостоят друг другу и определяют характеристики дорожных транспортных средств. Тяговое усилие – это сила, действующая на поверхность проезжей части и позволяющая транспортному средству двигаться вперед. Сопротивление включает в себя все силы, которые отталкивают и препятствуют движению. Оба они указаны в единицах силы. Общая формула для этого приведена ниже:

\[F_t=ma+R_a+R_{rl}+R_g\]

Где:

• \(F_t\) = Тяговое усилие
• \(м\) = масса автомобиля
• \(а\) = Ускорение
• \(R_a\) = аэродинамическое сопротивление
• \(R_{rl}\) = Сопротивление качению
• \(R_g\) = Класс сопротивления

Эти компоненты более подробно обсуждаются в следующих разделах.

Силы, действующие на транспортное средство

Аэродинамическое сопротивление 92\]

Где:

• \(\rho\) = плотность воздуха
• \(A\) = лобовая часть автомобиля
• \(C_D\) = Коэффициент лобового сопротивления
• \(V\) = скорость автомобиля

Плотность воздуха зависит от высоты над уровнем моря и температуры. Лобовая площадь и коэффициент лобового сопротивления, как правило, уникальны для каждого транспортного средства или типа транспортного средства.

Сопротивление качению

Сопротивление качению обусловлено взаимодействием шин с поверхностью проезжей части. Существуют три основные причины, которые создают это сопротивление. Во-первых, это жесткость шины и дорожного покрытия. Во-вторых, давление в шинах и температура. Третье — скорость движения автомобиля. Это значение трения качения можно рассчитать по очень упрощенной формуле, приведенной здесь в метрической системе. \(V\) в метрах в секунду.

\[f_{rl}=0,01(1+\frac{V}{44,73})\]

Сопротивление, вызванное этим трением, будет увеличиваться по мере увеличения веса автомобиля. Следовательно, можно рассчитать сопротивление качению.

\[R_{rl}=f_{rl}W\]

Где:

• \(W\) = Вес автомобиля
• \(f_{rl}\) = Трение качения

Сопротивление уклону

Сопротивление уклону — простейшая форма сопротивления. Это сила тяжести, действующая на автомобиль. Эта сила может быть не совсем перпендикулярна поверхности проезжей части, особенно в ситуациях, когда присутствует уклон. Таким образом, классовое сопротивление можно рассчитать по следующей формуле:

\[R_g=WG\]

Где:

• \(W\) = Вес автомобиля
• \(G\) = Марка (длина/длина)

Тяговое усилие

Тяговое усилие — это сила, которая позволяет транспортному средству двигаться вперед с учетом сопротивления трех предыдущих сил. Вывод формулы исходит из понимания сил и моментов, действующих на различные шины. Его можно обобщить в простую концепцию, проиллюстрированную здесь.

Для заднеприводного автомобиля:

\[F_{max}=\frac{\mu W(l_f-f_{rl}h)/L}{1-\rho h/L}\]

Для переднеприводный автомобиль:

\[F_{max}=\frac{\mu W(l_f+f_{rl}h)/L}{1+\rho h/L}\]

Где:

• \(F_{max}\) = максимальное тяговое усилие
• \(\mu\) = Коэффициент сцепления с дорогой
• \(Вт\) = Вес автомобиля
• \(l_r\) = Расстояние от задней оси до центра тяжести автомобиля
• \(l_f\) = Расстояние от передней оси до центра тяжести автомобиля
• \(f_{rl}\) = Коэффициент трения качения
• \(h\) = Высота центра тяжести над поверхностью проезжей части
• \(L\) = Длина колесной базы

Вычисление уклона

Большая часть работы, связанной с тяговым усилием, направлена ​​на определение допустимого уклона данной дороги. С определенным известным типом транспортного средства, использующего эту дорогу, можно легко рассчитать уклон. Используя уравнение баланса сил для тягового усилия, значение уклона можно разделить, получив следующую формулу: 92=183 /text{ } N\)

Сопротивление качению вычислено:

\(f_{rl}=0,01(1+\frac{V}{44,73})=0,01(1+\frac{100*1000 /3600}{44,73})=0,016\)

\(R_{rl}=f_{rl}W=0,016(10000)=160 \text{ } N\)

Тяговое усилие вычислено:

\( F_{max}=\frac{\mu W(l_f-f_{rl}h)/L}{1+ \muh/L}=\frac{0,6(10000)(1-0,016(0,5))/3} {1-0,6(0,5)/3}=2204 \text{ } N\)

Возвращаясь к уравнению балансировки сил:

\(ma=F_t-R_a-R_{rl}-R_g=2204-183- 160-0=1861 \text{ } Н\) 92\)

Таким образом, автомобиль ускоряется со скоростью 1,82 метра в секунду в квадрате.

Пример 2: Подъем на холм

Используя тот же случай из примера 1, предположим, что вместо этого гоночный автомобиль сталкивается с крутым холмом, по которому он должен подняться. Желательно, чтобы водитель поддерживал скорость 100 км/ч на минимальном уровне. С учетом сказанного, каким может быть максимальный уклон холма?

Решение

На самом крутом подходящем холме гоночный автомобиль сможет поддерживать скорость 100 км/ч без возможности ускорения или торможения. Поэтому ускорение стремится к нулю. Все остальные значения останутся такими же, как в примере 1. Используя формулу оценки, можно рассчитать максимальную оценку.

\(G=\frac{F_t-F_a-F_{rl}}{W}=\frac{2204-183-160}{10000}=0,1861\)

Максимально допустимое содержание составляет 18,61%.

Вопрос-мысль

Задача

Почему в гористой местности грузовики и легковые автомобили имеют разные ограничения скорости?

Ответ

Тяговое усилие является одной из основных причин, поскольку грузовикам труднее подниматься по крутым склонам, чем обычным легковым автомобилям, но это не единственная причина. Удивительно, но еще одной важной причиной является безопасность, поскольку большие самосвалы, очевидно, сложнее контролировать в суровых условиях, таких как горный перевал.

Пример задачи

Было подсчитано, что чемпион Тур де Франс может генерировать устойчивую мощность 510 Вт, в то время как здоровый молодой мужчина (HYHM) может генерировать около 310 Вт мощности. Чемпион по велоспорту и HYHM собираются мчаться (на велосипедах) вверх по холму с 6-процентным подъемом, то есть длиной пять миль, а высота на вершине холма составляет 5000 футов. Обе пары гонщик/велосипед весят 170 фунтов, имеют лобовую площадь 0,4 м2 и коэффициент аэродинамического сопротивления 0,9 (значения типичны для велосипедистов в согнутом положении во время гонок). Коэффициент сопротивления качению у обоих велосипедов равен 0,01. Предположим, что {\displaystyle \rho} равно 1,0567 кг/куб.м. Помните, мощность равна произведению силы на скорость. (1) Кто доберется до вершины первым? (2) Сколько времени потребуется проигравшему, чтобы добраться до вершины?

Ответить

Победитель очевиден, чемпион Тур де Франс, так как все между ними одинаково, за исключением силы. 2\) 92+52,92]}\)

Эту проблему можно решить итеративно (устанавливая значение по умолчанию для v и затем выполняя итерации вычислений) или графически. В любом случае, при подключении 510 Вт к чемпиону Тур де Франс результирующая скорость составляет 7,88 м/с. Точно так же при подключении 310 Вт к HYHM результирующая скорость составляет 5,32 метра в секунду.

Длина холма составляет пять миль, что составляет 8,123 километра 8123 метра. Чемпиону потребуется 1030 секунд (или 17,1 минуты), чтобы завершить это звено, тогда как HYHM потребуется 1527 секунд (или 25,4 минуты). Итоговая разница составляет 8,3 минуты.

Дополнительные вопросы

Домашнее задание

1. Определите максимальный уклон, на который может подняться пустой тягач с прицепом массой 10000 кг с постоянной скоростью 75 км/ч.

Площадь лобовой части (А) грузовика составляет 10 м ² , коэффициент аэродинамического сопротивления = 1,00 и располагаемая мощность 280 кВт, ρ=1,2 кг*м ⁻³ , g = 9,81 м*сек ^{− 2}

2. На какой максимальный уклон может подняться велосипед с постоянной скоростью 12 км/ч при следующих условиях:

• Rho = плотность воздуха (1,20 кг*м ⁻³ )
• г = 9,81 м*сек ⁻²
• Масса (с велосипедистом) = 100 кг
• Номинальная мощность = 1 кВт
• Фронтальная площадь (A) = 1 м ²
• Коэффициент лобового сопротивления = 0,5
• Доступная мощность = 100 процентов от номинальной мощности
• Фр = 0,020 Вт

3. Велосипедисты устают. Предположим, что велосипедист медленно теряет мощность (и, следовательно, скорость), поднимаясь в гору с уклоном, который вы только что определили в вопросе 2 выше. Если доступная мощность непрерывно падает со 100 % до 0 % в течение часа с точностью до километра, какое расстояние проедет велосипедист? (Используйте соответствующие приближения.)

Дополнительные вопросы

1. С каким максимальным уклоном может двигаться транспортное средство, что на это влияет? Объясните, как найти максимальный уклон при заданной скорости. Объясните, что означает каждая переменная и как она влияет на определение максимальной оценки.
2. Почему \(A\) и \(C_D\) нужны только для расчета сопротивления воздуха. → Потому что это грубое приближение к аэродинамике. Реальная аэродинамика, конечно, сложна, но дополнительная детализация недостаточно повышает точность.
3. Если бы не было тяжелых транспортных средств, проектировщики проектировали бы дороги с более крутым уклоном? → Да, должны. В течение ряда лет обсуждались отдельные автомобильные и грузовые автомагистрали, поскольку автомагистрали только для легковых автомобилей были бы дешевле, а автомагистрали только для грузовиков могли бы избежать заторов. Однако потребуются дополнительные полосы отчуждения
4. Определение сопротивления качению. Почему сопротивление качению у легковых и грузовых автомобилей разное? В чем разница между сопротивлением качению и максимальным уклоном?
5. Какая связь между доступной мощностью и номинальной мощностью? Почему грузовики используют больше своей номинальной мощности, чем автомобили?
6. Для чего используется отношение массы к мощности?
7. Что произойдет, если сопротивление воздуха больше силы тяги.
8. Какой максимальный уклон может иметь дорога?
9. Какие силы влияют на движение автомобиля?
10. Какие два параметра относятся к легковому автомобилю типа {\displaystyle P}?
11. Определите \(F_r\), \(F_a\), \(F_t\), \(F_g\).
12. Если дается оценка 3%, следует ли использовать в уравнении 0,03 или 3?
13. Как коэффициент сопротивления качению зависит от автомобиля.
14. Какие запасы прочности входят в эти уравнения.

Переменные

• \(F_t\) — Тяговое усилие
• \(F_a\) — Сила аэродинамического сопротивления
• \(F_{rl}\) — Сила сопротивления качению
• \(F_g\) — Сила сопротивления 9 ранга0010
• \(W\) — Вес автомобиля
• \(м\) — Масса автомобиля
• \(а\) — Ускорение
• \(\rho\) — Плотность воздуха
• \(A\) — Лобовая часть автомобиля
• \(C_D\) — Коэффициент аэродинамического сопротивления
• \(V\) — Скорость автомобиля
• \(f_{rl}\) — Трение качения
• \(Г\) — Класс
• \(\mu\) — Коэффициент сцепления с дорогой
• \(l_r\) — Расстояние от задней оси до центра тяжести автомобиля
• \(l_f\) — Расстояние от передней оси до центра тяжести автомобиля
• \(h\) — Высота центра тяжести над поверхностью проезжей части
• \(L\) — Длина колесной базы

Ключевые термины

• Тяговое усилие
• Аэродинамическое сопротивление
• Сопротивление качению
• Класс сопротивления

Эта страница под названием 7. 2: Grade распространяется под лицензией CC BY-SA 4.0, автором, ремиксом и/или куратором этой страницы являются Дэвид Левинсон и др. (Википедия) через исходный контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Дэвид Левинсон, Генри Лю, Уильям Гаррисон, Марк Хикман, Адам Данчик, Майкл Корбетт, Брендан Ни. Карен Диксон и ее ученики

   Лицензия

   CC BY-SA

   Версия лицензии

   4,0

2. Теги

   1. source@https://en. wikibooks.org/wiki/Fundamentals_of_Transportation

Сопротивление качению

Сила, противодействующая движению тела, катящегося по поверхности, называется сопротивление качению или трение качения .

Сопротивление может быть выражено общим уравнением

F _R = C W (1)

, где

9131

, где

9131

, где

. , lb _f )

c = коэффициент сопротивления качению — безразмерный (коэффициент трения качения — CRF)

W = m a _g

    = normal force — or weight — of the body (N, lb _f )

m = mass of body (kg, lb)

_g = ускорение свободного падения дизайн, поверхность качения, размеры колес и многое другое.

Сопротивление прокачки может быть альтернативно выражено как

F _R = C _L Вт / R (2)

, где

C _{CLIST CLIST CLIGE CLIST . коэффициент трения качения) (мм, дюймы)}

r = радиус колеса (мм, дюймы)

Коэффициенты трения качения

Некоторые типичные коэффициенты качения:

Rolling Resistance Coefficient
c	c l (mm)
0.001 — 0.002	0.5	railroad steel wheels on steel рельсы
0,001		велосипедная шина на деревянной дорожке
0,002 — 0,005		бескамерные шины с низким сопротивлением
0.002		bicycle tire on concrete
0.004		bicycle tire on asphalt road
0.005		dirty tram rails
0.006 — 0.01		truck tire on asphalt
0,008		велосипедная шина для неровной дороги с твердым покрытием
0,01 — 0,015		обычные автомобильные шины для бетона, нового асфальта, булыжника маленькие новые
0. 02		car tires on tar or asphalt
0.02		car tires on gravel — rolled new
0.03		car tires on cobbles  — large worn
0.04 — 0,08		легковая шина на твердом песке, гравии рыхлом изношенном, почве средней твердости
0,2 — 0,4		легковая шина на рыхлом песке

Коэффициенты качения легковых автомобилей

Коэффициенты качения для шин, наполненных воздухом, на сухих дорогах можно рассчитать

где

c = коэффициент качения

p = давление в шинах (бар)

v = скорость (км/ч)

76 90 Коэффициент сопротивления качению0031 Стандартное давление в колесах Tesla Model 3 составляет 2,9 бар (42 фунта на кв. дюйм) . Коэффициент трения качения при 90 км/ч (56 миль/ч) можно рассчитать из (3) как

c = 0,005 + (1 / (2,9 бар)) (0,01 + 0,0095 ((90 км/ч) / 100) ² )

  = 0,011

Увеличение давления до 3,5 бар снижает коэффициент сопротивления качению до

c = 0,005 + (1 / (3,01 бар)) /ч) / 100) ² )

= 0,010

— OR

((0,011 — 0,10) / 0,011) 100% = 3

• 33
  • 33

    4 ^{44444444444444444444444444444444444444.}