Задача по физика - 5700
2017-12-15
Каква е посоката на силата на триене, действаща върху задвижващите колела на автомобила по време на ускорение (a), спиране (b), завиване (c)? Тази сила равна ли е на максималната си стойност $\mu N$ ($\mu$ е коефициентът на триене, $N$ е силата на реакция на пътната настилка) и ако да, в какви ситуации? И в кои ситуации не е така? Добре или лошо е, ако силата на триене достигне максималната си стойност? Защо? Коя кола може да развие повече мощност на пътя - с предно предаване или със задно предаване - със същата мощност на двигателя и защо? Да приемем, че масата на автомобила е разпределена равномерно и неговият център на тежестта е в средата.
Решение:
Нека първо обсъдим ролята на триенето в движението на машината. Нека си представим, че водачът на кола, стояща върху гладък, гладък лед (няма сила на триене между колелата и леда), натиска педала на газта. Какво ще се случи? Ясно е, че колата няма да се движи: колелата ще се въртят, но ще се плъзгат спрямо леда - в крайна сметка няма триене. Освен това това ще се случи независимо от мощността на двигателя. Това означава, че за да се използва мощността на двигателя е необходимо триене - без него колата няма да се движи.
Какво се случва, когато има сила на триене. Нека първоначално е много малък и водачът на неподвижна кола отново натиска педала за газ? Колелата (сега говорим за задвижващите колела на автомобила, да кажем, че това са предните колела) се плъзгат спрямо повърхността (триенето е малко), въртят се, както е показано на фигурата, но в същото време възниква сила на триене действащи от пътя на колелата, насочени напред по протежение на движението на автомобила. Тя бута колата напред.
Ако силата на триене е голяма, тогава когато плавно натискате педала за газ, колелата започват да се въртят и сякаш се отблъскват от неравностите на пътя, използвайки силата на триене, която е насочена напред. В този случай колелата не се плъзгат, а се търкалят по пътя, така че долната точка на колелото да не се движи спрямо пътната настилка. Понякога, дори при голямо триене, колелата се плъзгат. Със сигурност сте се сблъсквали със ситуация, в която някой „луд шофьор“ толкова много излита, когато светофарът светне зелено, че колелата „свирят“ и на пътя остава черна следа от плъзгането на гумата по асфалта. Така че, в аварийна ситуация (при внезапно спиране или тръгване с приплъзване), колелата се плъзгат спрямо пътя, в обикновени случаи (когато на пътя няма черна следа от износени гуми), колелото не се плъзга, но само се търкаля по пътя.
Така че, ако колата се движи равномерно, тогава колелата не се плъзгат по пътя, а се търкалят по него, така че най-ниската точка на колелото да е в покой (и да не се плъзга) спрямо пътя. Как е насочена силата на триене в този случай? Да се каже, че е обратното на скоростта на автомобила, е неправилно, защото когато казваме това за силата на триене, имаме предвид случая на плъзгане на тяло спрямо повърхността, но сега нямаме колела, плъзгащи се спрямо пътят. Силата на триене в този случай може да бъде насочена по всякакъв начин и ние сами определяме нейната посока. И така става.
Да си представим, че няма фактори, възпрепятстващи движението на автомобила. Тогава автомобилът се движи по инерция, колелата се въртят по инерция, а ъгловата скорост на въртене на колелата е свързана със скоростта на автомобила. Нека да установим тази връзка. Оставете колелото да се движи със скорост $v$ и да се завърти така, че долната точка на колелото да не се плъзга спрямо пътя. Нека преминем към отправната система, свързана с центъра на колелото. При него колелото като цяло не се движи, а само се върти, а земята се движи назад със скорост $v$. Но тъй като колелото не се плъзга спрямо земята, най-ниската му точка има същата скорост като земята. Това означава, че всички точки на повърхността на колелото се въртят спрямо центъра със скорост $v$ и следователно имат ъглова скорост $\omega = v / R$, където R е радиусът на колелото. Връщайки се сега към референтната рамка, свързана със земята, заключаваме, че при липса на приплъзване между долната точка на колелото и пътя, ъгловата скорост на колелото е $\omega = v / R$ и всички точки на повърхността имат различни скорости спрямо земята: например долната точка - нула, горната $2v$ и т.н.
И нека шофьорът натисне педала на газта, докато колата се движи така. Той кара колелото да се върти по-бързо от необходимото за дадената скорост на автомобила. Колелото има тенденция да се плъзга назад, появява се сила на триене, насочена напред, която ускорява автомобила (автомобилът сякаш се отблъсква от неравностите на пътя, използвайки силата на триене). Ако водачът натисне педала на спирачката, колелото се стреми да се върти по-бавно от необходимото за дадената скорост на автомобила. Появява се сила на триене, насочена назад, която забавя автомобила. Ако водачът завърти колелата на колата, възниква сила на триене в посоката на завоя, която завърта колата. По този начин управлението на автомобила - ускорение, спиране, завиване - се основава на правилното използване на силата на триене и, разбира се, по-голямата част от шофьорите дори не са наясно с това.
Нека сега отговорим на въпроса: тази сила равна ли е на максималната си стойност? Най-общо казано не, тъй като няма плъзгане на колелото спрямо пътя, а силата на триене е равна на максималната стойност при плъзгане. В покой силата на триене може да приеме произволна стойност от нула до максимум $\mu N$, където $\mu$ е коефициентът на триене; $N$ е силата на земната реакция. Следователно, ако ускоряваме (силата на триене е насочена напред), но искаме да увеличим скоростта на ускорение, натискаме по-силно педала на газта и увеличаваме силата на триене. По същия начин, ако спираме (силата на триене е насочена назад), но искаме да увеличим степента на спиране, натискаме спирачката по-силно и увеличаваме силата на триене. Но е ясно, че и в двата случая може да се увеличи, ако не беше максимално! По този начин, за да управляваме машината, силата на триене не трябва да е равна на максималната стойност и ние използваме тази разлика за извършване на определени маневри. И всеки шофьор (дори и да не знае нищо за силата на триене, а има, разбира се, огромното мнозинство от тях) интуитивно усеща дали има резерв от сила на триене, дали колата е „далеч“ от подхлъзване и дали е възможно да се контролира.
Има обаче една ситуация, при която силата на триене е равна на максималната си стойност. Тази ситуация се нарича плъзгане. Оставете водача да спре рязко на хлъзгав път. Колата започва да се плъзга по пътя; това състояние на движение се нарича плъзгане. В този случай силата на триене е насочена противоположно на скоростта (назад) и е равна на максималната си стойност. Тази ситуация е много опасна, защото колата е АБСОЛЮТНО неуправляема. Не можем да се обърнем (поне някак си, поне малко), защото за да се обърнем се нуждаем от сила на триене, насочена в посоката на завоя, но я нямаме на наше разположение - силата на триене е максимална и насочена назад. Не можем да увеличим скоростта на спиране (невъзможно е да увеличим силата на триене - тя вече е максимална), не можем (дори и да искаме в такава ситуация) да ускорим. Не можем да направим нищо! Ситуацията се усложнява още повече от факта, че никой не „задържа“ колата на пътя, когато се буксува. Защо колата при нормални условия не влиза в канавка, защото пътната настилка винаги е направена наклонена към страните, така че водата да може да се оттича? Държи се от силата на триене, но ако колата се плъзга (буксува), силата на триене е насочена обратно на скоростта и нищо друго. Следователно всяко „странично“ смущение - наклонът на пътя, малък камък под едно от колелата - може да обърне колата или да я хвърли отстрани на пътя. Никога не поднасяйте1.
Сега нека сравним мощността, която автомобилите с предно и задно предаване с един и същ двигател могат да развият на пътя. Очевидно мощността, която една кола може да развие на пътя, зависи не само от нейния двигател, но и от това как колата „използва“ силата на триене. Наистина, при липса на триене, колата ще стои неподвижно (с въртящи се колела) независимо от мощността на двигателя (въртящ тези колела). Нека докажем, че автомобилите със задно предаване са по-мощни от автомобилите с предно предаване със същата мощност на двигателя и да оценим съотношението на мощността, която двигателят може да развие, ускорявайки колата на пътя (при условие, че мощността на самия двигател може да бъде много висока).
Автомобилът се ускорява от силата на триене, действаща върху задвижващите колела, и тя не може да надвишава стойността $\mu N$ ($N$ е силата на реакция). Следователно, колкото по-голяма е силата на реакция, толкова по-голяма може да достигне ускоряващата сила на триене (а натискането на педала на газта в ситуация, в която силата на триене е достигнала своя максимум, ще доведе само до приплъзване и приплъзване, но не и до увеличаване на мощността, която двигателят се развива). Нека намерим силите на реакция на задните и предните колела на автомобила. Силите, действащи върху автомобила по време на ускорение, са показани на фигурите (вдясно - за задвижване на задните колела, вляво - за задвижване на предните колела). Върху машината действат гравитация, сили на реакция и триене. Тъй като колата се движи постъпателно, сумата от моментите на всички сили около нейния център на тежестта е нула. Следователно, ако центърът на тежестта на автомобила е разположен точно в средата на автомобила, разстоянието между задните и предните колела е $l$, а височината на центъра на тежестта над пътя е $h$, условие сумата от моменти спрямо центъра на тежестта да бъде равна на нула дава (при условие, че автомобилът се движи, развивайки максимална мощност при максимална сила на триене):
кола с предно предаване
$N_(1) \frac(l)(2) = N_(2) \frac(l)(2) + F_(tr) h = N_(2) \frac(l)(2) + \mu N_( 2) h$, (1)
кола със задно предаване
$N_(1) \frac(l)(2) = N_(2) \frac(l)(2) + F_(tr) h = N_(2) \frac(l)(2) + \mu N_( 1)h$, (2)
където $\mu$ е коефициентът на триене. Като се има предвид, че и в двата случая $N_(1) + N_(2) = mg$, от (1) намираме силата на реакция за предните колела в случай на автомобил с предно предаване
$N_(2)^(pp) = \frac(mgl/2)(l + \mu h)$ (3)
и от (2) силата на реакция на задните колела в случай на задвижване на задните колела
$N_(1)^(zp) = \frac(mgl/2)(l - \mu h)$ (4)
(тук (pp) и (zp) - предно и задно задвижване). От тук намираме съотношението на силите на триене, ускоряващи автомобил с предно и задно задвижване, и следователно съотношението на мощностите, които техният двигател може да развие на пътя
$\frac(P^((pp)))(P^(zp)) = \frac(l - mu h)(l + \mu h)$. (5)
За стойности $l = 3 m, h = 0,5 m$ и $\mu = 0,5$ имаме от (5)
$\frac(P^((pp)))(P^((zp))) = $0,85.
В ДЕЙНОСТ, на хлъзгав път се изправяте пред три основни опасности.
Дрифтът е изместването на предния мост (или цялото превозно средство) от дадена траектория към външната страна на завоя. Има опасност колата да излети от пътното платно.
Поднасянето е отклонение от траекторията на задния мост. Може да причини неконтролируемо въртене на автомобила.
Поднасянето е явление, при което четирите колела губят контакт с пътната настилка и автомобилът започва да се плъзга неконтролируемо по права линия.
Но преди да преминете към съвети за борба с плъзгането и т.н., е необходимо да споменем други фактори, които не са пряко свързани с местоположението на задвижващите колела, но до голяма степен определят поведението на автомобила по зимните пътища.
Гуми
КАКВИ зимни гуми да избера – с шипове или без? Много шофьори, живеещи в големите градове, предпочитат гуми без шипове. В края на краищата снегът се отстранява доста добре от улиците на големите градове и през повечето време карате по чист, ако не и мокър асфалт. В такива условия гумата без шипове е поне по-удобна и на първо място по-тиха. Ако обаче колата неочаквано се окаже в зона, покрита с лед, тогава всички предимства са зад шиповете; те ще преодолеят такова препятствие практически без проблеми. Но гумите с шипове, освен че са по-шумни, имат и други недостатъци. Те, като правило, са по-малко предвидими при управление и се плъзгат по-рязко на мокър асфалт. И като възстановяват сцеплението със сняг или лед, гумите с шипове също спират да се плъзгат по-рязко и понякога неочаквано за водача. Всички тези нюанси трябва да се вземат предвид при шофиране на един или друг тип зимни гуми.
Антиблокираща система
СЪВРЕМЕННИТЕ автомобилисти вече няма нужда да обясняват, че ABS позволява на автомобила да поддържа управляемост дори при аварийно спиране, като по този начин дава възможност на водача да маневрира и да избегне препятствие. Ако колата ви не е оборудвана с ABS (което днес е рядкост), не забравяйте, че трябва да спирате внимателно, като не позволявате на колелата да блокират. В противен случай колата ще стане неуправляема и ще върви по права линия, накъдето и да завъртите волана. Когато почувствате началото на плъзгане, отпуснете малко педала, натиснете го отново - и след това спирайте също толкова накъсано, на ръба на блокиране на гумите.
Но ако имате ABS, трябва да действате точно обратното - натиснете спирачката възможно най-силно, без да обръщате внимание на пукането и вибрациите на педала. Само така забавянето ще бъде най-ефективно и колата ще спре възможно най-бързо.
Електронна стабилизираща система
НА АВТОМОБИЛИ от различни марки може да се нарича по различен начин: ESP, DSC и др. Това не е важно, тъй като тези системи имат една цел - да стабилизират стабилността на посоката на превозното средство. Важното е, че собствениците на автомобили, оборудвани с ESP, често се държат прекалено самоуверено на пътя - те казват, че електрониката винаги ще помогне. Уви, не винаги. Системата за стабилизиране може да коригира малки грешки при пилотиране, но ако направите сериозна грешка, електрониката може да се окаже безсилна... Все пак за неопитен водач наличието на такива предпазни устройства е голяма полза. В някои случаи те могат поне частично да компенсират липсата на опит: да забавят плъзгащото се колело, временно да ограничат въртящия момент на задвижващите колела, да завъртят волана под малък ъгъл... Освен това, в идеалния случай, човек, който седи зад волана, дори няма време да осъзнае, че е направил малка грешка в пилотирането, която незабавно е коригирана от електронния асистент.
Тип скоростна кутия
НА ВЪПРОСа кой тип скоростна кутия е по-добър, няма ясен отговор. „Механиката“ и „автоматичното“ имат своите предимства и недостатъци. Например, ръчната трансмисия позволява, с умело управление, да спирате по-интензивно с двигателя, да сменяте по-бързо предавките и да „задържате“ във времето скоростта, която в момента е по-предпочитана. И в аварийни ситуации „механиката“ позволява бързо превключване на по-ниска предавка, за да се увеличи сцеплението на задвижващите колела.
Автоматичните трансмисии, въпреки известно забавяне по време на смени, несъмнено са по-удобни за ежедневно шофиране в града. Собствениците на автомобили с автоматична скоростна кутия обаче трябва да имат предвид, че в някои случаи електрониката сменя предавките по свое усмотрение. Включително завиване, което поради краткотрайна загуба на сцепление на задвижващите колела може да доведе до загуба на стабилност върху хлъзгави повърхности. За да предотвратите това, трябва да използвате специален зимен режим на работа на трансмисията (на тези машини, където е предвиден) или да ограничите обхвата на използваните предавки (в зависимост от дизайна на кутията).
ПРЕДНО ПРЕДАВАНЕ
Бойни инстинкти
Максим Кузенов, треньор и инструктор в Driving Art school, разказва за особеностите на управлението на автомобил с предно предаване при зимни условия.
КОГАТО ШОФИРАТЕ в права линия, автомобил с предни задвижващи колела се държи доста уверено дори на хлъзгав път. В резултат на това шофьорът спира да обръща внимание на състоянието на настилката, смятайки, че всичко е под контрол, отпуска се и когато се появи завой отпред, той навлиза в него с твърде висока скорост. В този случай автомобил с предно предаване започва да се плъзга с предния си мост извън завоя. Тоест, отвява го.
Начинаещ шофьор, който не е подготвен за подобно развитие на събитията, обикновено се опитва да „бутне“ колата в завой, като завърти волана под по-голям ъгъл от необходимото. Но по този начин той само влошава ситуацията. По-опитните шофьори често правят друга грешка: натискат педала на газта твърде рязко, опитвайки се да „издърпат“ колата на правилната траектория. Това също носи повече вреда, отколкото полза. Излишното сцепление кара колелата да се плъзгат, сцеплението им с пътя се влошава и занасянето се увеличава.
Как да избегнем това? Основното нещо е да не се паникьосвате. Ако усетите, че предните колела започват да се плъзгат към външната страна на завоя, не се опитвайте да увеличите ъгъла на завиване. Инстинктът изисква точно такива действия, но нищо добро няма да излезе от тях. Трябва да направите обратното - леко да изправите колелата (тогава сцеплението им с пътя ще се възстанови по-бързо) и едва след това върнете колата на правилната траектория. Въпреки че психологически е много трудно (колкото и да е странно, особено за шофьори с богат шофьорски опит) да завъртите волана в посоката, на която вече се движи колата...
Като цяло не забравяйте, че всякакви резки движения по хлъзгав път са изключително нежелателни. Те нарушават баланса на машината. Следователно воланът трябва да се върти бързо, но плавно. Без дръпване. В противен случай рискувате да провокирате така наречения „динамичен камшичен удар“ - неконтролирани вибрации на автомобила, които ще доведат до пълна загуба на контрол над него.
Едновременно с шофирането трябва леко да намалите подаването на гориво и дори, може би, леко да натиснете спирачката или да изключите и веднага да включите съединителя. Това ще добави допълнително натоварване към предните колела и те отново ще захванат пътя.
Нека разгледаме друг сценарий - когато, уплашен от висока скорост или забелязал някакво препятствие, водачът рязко отпуска педала на газта, докато завива, и натиска спирачката. В този случай, вместо предната ос да се носи, задната започва да буксува. Инерционната сила се превръща в центробежна сила, стремяща се да завърти колата около предните колела. Задната ос започва да се плъзга към външната страна на завоя. (Превключването на предавките, докато колата се движи по дъга, може да доведе до същите последствия.)
За да излезете от тази ситуация, първо трябва да завъртите волана в посоката на плъзгането. Тоест в посоката, в която искате да отидете. В този случай трябва леко (в никакъв случай до пода!) Натиснете педала на газта, така че предните задвижващи колела да извадят колата от плъзгача. В момента, в който колата започне да се изравнява, поставете волана изправен. Но не отпускайте газта! По този начин, за да излезете успешно от занасяне, отново ще трябва да преодолеете подсъзнателното желание да отпуснете педала на газта и да спрете спешно.
Има няколко други важни психологически точки. Ако например колата започне да се плъзга и бъде отнесена към страната на пътя, не гледайте там! Погледът на водача винаги трябва да е насочен в посоката, в която възнамерява да отиде.
Ако чувствате, че сте загубили контрол над ситуацията и не можете да се справите с колата, не продължавайте безуспешните опити. Неумелите действия обикновено водят до най-тежките инциденти. По-добре е да поставите волана в нулева позиция, да натиснете спирачката и да изчакате. Ако имате късмет, след известно време колата сама ще се стабилизира и ще спре...
Винаги помнете, че в завой трябва да се движите с постоянна газ. Трябва да изберете правилната предавка и скорост, преди да започнете да завивате, докато колата се движи по права линия. Не си струва риска. Съветвам ви да направите маневрата с умишлено ниска скорост - по-добре е да играете на сигурно и да преминете през завоя не толкова бързо, колкото бихте искали, но безопасно.
Ако колата е оборудвана с ръчна скоростна кутия, не препоръчвам постоянно да държите левия си крак върху педала на съединителя. В критична ситуация може неволно да натиснете педала и поради това да загубите контрол над колата.
И накрая, имайте предвид, че дори опитни шофьори понякога грешат. Затова е по-добре да не разчитате на способността си да излизате от критични ситуации, а изобщо да не влизате в тях.
Ако усетите, че предните колела са започнали да се плъзгат, не се опитвайте да увеличите ъгъла на завиване!
ЗАДНО ПРЕДАВАНИЕ
Основното нещо е да не се вълнувате
Денис Вагин, главен инструктор на автошкола BMW, споделя опита си от шофирането на автомобил със задно предаване при зимни условия.
НА СНЯГ, на лед или на чист асфалт, автомобил със задно предаване се държи почти еднакво. Незначителните разлики са само в интензивността на действията на водача, които трябва да съответстват на надеждността на сцеплението на колелата с пътната настилка. През зимата обаче е по-трудно да караш кола със задно предаване. Макар и само защото задната част на повечето съвременни автомобили е малко по-лека от предната и съответно задвижващите колела се притискат по-слабо към пътя. Ето защо при шофиране на сняг и лед първите проблеми започват още при потегляне. Излишъкът на газ и рязкото освобождаване на съединителя е доста често срещана грешка. Поради това в най-добрия случай задвижващите колела просто ще спрат. По-лошо е, ако колата се обърне на пътя. Следователно резките движения трябва да се избягват още в началото.
Иначе в рамките на града, където снегът някак си е изчистен, карането през зимата почти не се различава от карането през лятото. Само скоростта трябва да се поддържа по-ниска, отколкото през топлия сезон, а разстоянието от другите автомобили трябва да е по-голямо. Но заледеният селски път често става изключително опасен. Небрежното добавяне на газ по всяко време може да доведе до поднасяне. Преминаването на познат завой с обичайната скорост през лятото през зимата е изпълнено с разрушаване на предния мост. И в двата случая колата е склонна да излезе извън контрол. Рязкото спиране само влошава ситуацията. Какво да правя?
Във всеки случай трябва да помним, че за кола със задно задвижване дрифтът е много по-опасен от плъзгането. Защо? Защото е много трудно да се възстанови контактът с пътя с предни колела, които нямат сцепление. Почти невъзможно, докато колата не спре напълно. Веднага щом започне разрушаването, колата се превръща в неуправляем снаряд. За да избегнете това, не въртете волана много, когато завивате. По-добре е да го стегнете малко недостатъчно, отколкото да го стегнете прекалено и да загубите контрол над колата.
Ако дрифтът е започнал, тогава първо трябва да махнете крака си от педала на газта. Това е просто, тъй като рефлексът изисква същото. В същото време не трябва да правите внезапни маневри с волана. Не е необходимо да правите нищо друго - просто изчакайте, докато предните колела отново се включат в пътя. Рано или късно (разбира се, броят се части от секунди) това ще се случи, най-важното е да не се намесвате в това. И в никакъв случай не се опитвайте (тук ще трябва да преодолеете инстинкта си!) да завъртите волана на по-голям ъгъл - това само ще засили занасянето.
Плъзгането е друг въпрос. Напълно възможно е активно да се борите с него на модел със задно задвижване. В самото начало на занасяне просто трябва леко да намалите газта и плавно да изравните траекторията на автомобила с волана. В този случай физиката на процеса не противоречи на рефлексните действия на водача. Основното нещо е да не се суете. Завъртането на волана в правилния момент често води до успех. Разбира се, това изисква определени умения и доста хладнокръвие. Паниката може да струва скъпо.
По-специално, важно е да се преодолеете и да се въздържате от натискане на спирачките и съединителя - това само ще влоши връзката между колелата и пътя и последствията могат да бъдат катастрофални. Повтарям: просто трябва да освободите педала на газта, така че задните колела да бъдат спрени от двигателя - това ще помогне за стабилизиране на колата. След което можете да опитате да изравните колата, като завъртите волана (много плавно!), първо в посоката на плъзгането, а след това в обратната посока, връщайки колата към зададената траектория. И още веднъж: основното е да не се паникьосвате и да не спирате внезапно!
При никакви обстоятелства трансмисията не трябва да се изключва при спускане от планина. И в този случай е най-безопасно да намалите с помощта на двигателя. Спирачките трябва да се използват много внимателно, като периодично отпускате педала, за да предотвратите блокиране на колелата. На заледен склон, щом поне едно колело се подхлъзне, късмет - колата ще започне да се върти.
Не забравяйте, че за кола със задно предаване дрифтът е много по-опасен от буксуването!
ЗАДВИЖВАНЕ НА ЧЕТИРИТЕ КОЛЕЛА
Следете баланса си
Главният инструктор на училището за шофиране "quattro", заслужил майстор на спорта, носител на Европейската рали купа Евгений Васин, говори за нюансите на зимното шофиране в автомобили с задвижване на всички колела:
ЧЕСТО чуваме, че в критична ситуация автомобил със задвижване на всички колела е по-малко лесен за управление от автомобил с едноосово задвижване. Отчасти можем да се съгласим с това, но имайте предвид: при равни други условия, тази най-критична ситуация при моделите с трансмисия 4x4 възниква при много по-висока скорост, отколкото при превозните средства с едно задвижване. Автомобилите с две задвижващи оси имат въртящ момент (терминология, възприета в училището „quattro”. - Ред.) на четирите колела, което ги прави по-стабилни както при движение в права линия, така и в дъга на завой.
От друга страна, при екстремни условия автомобилът със задвижване на всички колела може да прояви характеристики на поведение, характерни за автомобили със задно и предно задвижване. Затова при моделите с трансмисия 4х4 е много важно да усетите разпределението на въртящия момент и сцеплението между предния и задния мост. Приплъзването на предните колела води до изплъзване на предната част на автомобила към външната страна на завоя - както при моделите с предно предаване. А плъзгащите се задни колела, напротив, го карат да се плъзга - като автомобили със задно предаване.
За да избегнете отклонение, преди всичко, преди да започнете маневрата, трябва да изберете оптималната скорост, която позволява на машината да остане на зададената траектория. Но ако предните колела все още се плъзгат към външната страна на завоя, в никакъв случай не ги оставяйте без сцепление - трябва да се опитате постепенно да увеличите газта колкото е възможно повече. Най-важното е, че при такива обстоятелства не трябва да спирате рязко или да отпускате газта. Щом колелата загубят сцепление, колата тръгва натам, където инерционната сила я влече. Ако все пак трябва да спирате, тогава трябва да го направите много внимателно, като дозирате силата върху педала на спирачката, за предпочитане без да задействате ABS.
Най-честата грешка при къртене е завъртането на волана на по-голям от необходимия ъгъл. Нашите инструктори наричат подобни действия „поставяне на колелата на ралото“. В този случай предният мост се измества навън и колата се забива в съседната лента или, още по-лошо, в стълб, дърво или насрещно превозно средство... На хлъзгава повърхност никога не въртете волана на големи ъгли. Разбирането на това идва само с опит. Между другото, затова в нашето училище няма статични симулатори за обучение по високоскоростно управление - учениците упражняват всички умения на практика и само в динамика.
Поднасянето на автомобил със задвижване на четирите колела вероятно се случва по-често от дрифта. Особено през зимата на хлъзгави повърхности. Препоръките за предотвратяване на поднасяне са добре известни: намалете скоростта преди влизане в завой, натискайте плавно спирачката и газта и внимателно завъртете волана на малки ъгли. Е, какво ще стане, ако не сте взели нещо предвид или сте го изчислили погрешно и колата започне да се върти? След това е необходимо, едновременно с плавно добавяне на сцепление, да завъртите волана в посоката на плъзгането и да направите това възможно най-бързо.
Като цяло препоръките как да се държите на зимен път се свеждат до едни и същи прости правила: преди всеки участък от пътя, който смятате за потенциално опасен, трябва предварително да вземете превантивни мерки. Намалявате, настройвате колата по зададена траектория, внимателно управлявате волана и газта. Това е всичко, всъщност.
Вярно е, че животът е пълен с изненади и въпреки цялата ви предпазливост, колата все още може да попадне в критична ситуация, която водачът не може да поправи. Какво да направите в този случай? Експертите са на различни мнения. Някои смятат, че е по-добре да не правите нищо и да разчитате на волята на съдбата, за да не влошите вече опасна ситуация. Други предпочитат да се борят докрай, използвайки цялата си сила и умения. Трети пък съветват да опитате да намалите скоростта: намалете, натиснете спирачките, включете на по-ниска предавка... Разбира се, универсален съвет няма и не може да има. Всичко зависи от конкретната ситуация. Но лично аз винаги се опитвам да се придържам към тактиката на активно участие в шофирането, разчитайки на моите знания и опит.
При моделите със задвижване на всички колела основното е да усетите правилно разпределението на сцеплението между осите.
СИЛА НА ТРИЕНИЕ И СИЛА НА СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА ДВИЖЕНИЕ
Задача 400.
Защо тротоарите се поръсват с пясък при заледяване?
Отговор
Задача 401.
Защо задните колела на някои камиони са вързани с вериги през зимата?
Отговор
Задача 402.
Защо при спускане на каруца от планина понякога едното колело на каруцата се обезопасява, за да не се върти?
Отговор
Задача 403.
Защо гумите на автомобилите и колесните трактори имат дълбок релеф (протектор)?
Отговор
Задача 404.
Защо през есента на трамвайните линии, минаващи край паркове, булеварди и градини, има предупредителен надпис „Внимание, листопад!“?
Отговор
Задача 405.
Защо черният път е хлъзгав след дъжд?
Отговор
Задача 406.
Защо е опасно да караш кола по черен път след дъжд?
Отговор
Задача 407.
Защо някои майстори смазват винта със сапун, преди да го завият в закрепваните части?
Отговор
Задача 408.
Защо хелингите, по които корабът се спуска във водата, са обилно смазани?
Отговор
Задача 409.
Защо прорезът е направен близо до главата на пирона?
Отговор
Задача 410.
Посочете една или две части на велосипед, направени за увеличаване на триенето при плъзгане.
Отговор
Задача 411.
Какви сили на триене възникват, когато моливът се движи в случаите, посочени на фигура 93, a, b? Къде е силата на триене, действаща върху молива, насочена спрямо оста на молива и в двата случая?
Фиг.93
Отговор
Задача 412.
Количката с товара се движи (фиг. 94). Какъв тип триене възниква между:
А) маса и колела;
б) товарни и колички;
в) оси на колела и каросерия?
Фиг.94
Отговор
Задача 413.
Защо тухлите не се търкалят надолу (фиг. 95 и 96)? Каква сила ги поддържа в покой? Начертайте силите, действащи върху тухлите.
Фиг.95
Фиг.96
Отговор
Задача 414.
Блокът се премества надясно (фиг. 97). Къде е насочена силата на триене при плъзгане по отношение на блока? спрямо повърхността, върху която се движи блокът?
Фиг.97
Отговор
Задача 415.
Стълбата срещу стената заема позицията, показана на фигура 98. Посочете посоката на силата на триене в точките на контакт на стълбата със стената и пода.
Фиг.98
Отговор
Задача 416.
Блокът се движи равномерно (фиг. 99). Насочен към:
А) еластичната сила на хоризонталната част на нишката;
б) вертикална;
в) силата на триене при плъзгане, действаща върху повърхността на масата, върху блока;
г) каква е резултантната на тези сили?
Фиг.99
Отговор
Задача 417.
Колелото на автомобила се плъзга (фиг. 100). Къде е силата на триене при плъзгане, насочена между хлъзгащото колело и пътя, която действа:
А) на колелото;
б) пътя? Накъде е насочена еластичната сила на пътя?
Ориз. 100
Отговор
Задача 418.
Книгата се притиска към вертикална повърхност (фиг. 101). Начертайте графично посоките на силите на гравитацията и статичното триене, действащи върху книгата.
Ориз. 101
Отговор
Задача 419.
Количката се движи равномерно надясно (виж). Каква сила привежда в движение поставения върху него товар? На какво е равна тази сила при равномерно движение?
Отговор
Задача 420.
Кутията с товара се движи равномерно по конвейера (без плъзгане). Къде е насочена статичната сила на триене между транспортната лента и кутията, когато кутията:
а) се издига;
б) движи се хоризонтално;
в) пада?
Отговор
Задача 421.
Ако автобус се движи равномерно по хоризонтален участък от коловоза, каква е силата на статично триене?
Отговор
Задача 422.
Парашутист с маса 70 kg се спуска равномерно. Каква е силата на съпротивление на въздуха, действаща върху парашутиста?
Отговор
Задача 423.
С помощта на динамометър преместете блока равномерно (вижте). Каква е силата на триене при плъзгане между блока и повърхността на масата? (Стойността на делението на динамометъра е 1 N.)
Отговор
Задача 424.
Зъбите на триона се движат в различни посоки от равнината на триона. Фигура 102 показва разрези, направени с прав и настроен трион Кой трион е по-труден за рязане: прав или прав? Защо?
Ориз. 102
Отговор
Задача 425.
Дайте примери кога триенето е полезно и кога е вредно.
Отговор
Задача 426.
В час по физическо едно момче се плъзга равномерно по въже. Под действието на какви сили възниква това движение?
Отговор
Задача 427.
Корабът тегли три баржи, свързани последователно една след друга. Водоустойчивостта на първата баржа е 9000 N, на втората 7000 N, на третата 6000 N. Водоустойчивостта на самия съд е 11 kN. Определете теглителната сила, развивана от кораба при теглене на тези шлепове, като се приеме, че шлеповете се движат равномерно.
Решение и отговор
Задача 428.
Движеща се кола в хоризонтална посока е подложена на теглителна сила на двигателя от 1,25 kN, сила на триене от 600 N и сила на въздушно съпротивление от 450 N. Каква е резултатната от тези сили?
Решение и отговор
Задача 429.
Може ли недвусмислено да се твърди, че нарастването на силата на съпротивление ▲F е равно на 3 mN, ако скоростта на тяло, движещо се в определена среда с коефициент на съпротивление 0,01, се увеличи с 0,3 m/s?
Отговор
Задача 430.
Тролейбусът тръгва и за 30 s получава импулс 15 10 4 kg m/s. Определете силата на съпротивление при движение, ако теглителната сила, развивана от тролейбуса, е 15 kN.
Решение и отговор
Задача 431.
Автомобил с тегло 103 kg по време на движение е подложен на сила на съпротивление, равна на 10% от теглото му. Каква трябва да бъде теглителната сила, развита от автомобила, за да се движи с постоянно ускорение 2 m/s 2?
Решение и отговор
Задача 432.
Скейтърът първо се движи равномерно по хоризонтална траектория, а след това, след ускорение, разстоянието от 60 m до спиране се покрива за 25 s. Какъв е коефициентът на триене при плъзгане на кънки върху лед?
Решение и отговор
Задача 433.
Влак с тегло 400 тона се движи със скорост 40 км/ч и спира след спиране. Каква е спирачната сила, ако спирачният път на влака е 200 m?
Решение и отговор
Задача 434.
Велосипедист, движещ се със скорост 11 m/s, внезапно спира. Коефициентът на триене при плъзгане на гумите върху сух асфалт е 0,7. Определете ускорението на велосипедиста при спиране; спирачно време; остави велосипедиста да спре.
Решение и отговор
Задача 435.
Каква сила трябва да се приложи в хоризонтална посока към автомобил с тегло 16 тона, за да се намали скоростта му с 0,6 m/s за 10 s; за 1 s? Коефициентът на триене е 0,05.
Решение и отговор
Задача 436.
С каква скорост може да се движи мотоциклетист по хоризонтална равнина, описваща дъга с радиус 83 m, ако коефициентът на триене между гумата и почвата е 0,4?
Всички механици помнят от младостта си картина на автомобил, който се движи по завой, когато външните му колела изминават по-голямо разстояние от вътрешните. С негова помощ много учебници за шофьори обясняват предназначението и принципа на работа на диференциала. Често се свежда до това, че диференциалът позволява на задвижващите колела да се въртят с различна скорост и по този начин осигурява нормално движение на автомобила при завой.
Такива обяснения не са съвсем неверни, но са твърде опростени и не разкриват същността на работата на диференциала. Разбира се, в сериозните книги всичко е представено правилно. Там се казва, че целта на диференциала на напречната ос на автомобила е да разпределя въртящия момент строго равномерно между задвижващите колела на една ос, а целта на диференциала на напречната ос е да разпределя въртящия момент между задвижващите оси, еднакво или оптимално пропорция (асиметричен диференциал).
„Диференциалът е механизъм, в който задвижващите колела се въртят независимо едно от друго.“
Строго погледнато, те се въртят "зависимо", но добре, казва се нещо подобно на истината, но нито дума за останалите, за да не притесняват хора без специална подготовка.
Зеленин С.Ф., Молоков В.А. Учебник по дизайн на автомобили, М., "Русавтокнига", 2000 г., 80 с. Тираж 15 000 бр.
Цитат от тази книга:
« Диференциалът е проектиран за разпределяне на въртящия момент между полуосите на задвижващите колела при завиване на автомобила и при движение по неравни пътища. Диференциалът позволява на колелата да се въртят с различни ъглови скорости и да се движат по различни пътища без приплъзване спрямо пътната настилка.
С други думи, 100% от въртящия момент, който идва към диференциала, може да бъде разпределен между задвижващите колела или 50 x 50, или в друга пропорция (например 60 x 40). За съжаление съотношението може да бъде 100 х 0. Това означава, че едно от колелата стои неподвижно (в дупка), а другото в същото време се плъзга (на влажна земя, глина, сняг).
Какво можеш да направиш! Нищо не е абсолютно правилно и идеално, но този дизайн позволява на колата да завива без поднасяне и водачът не трябва да сменя напълно износени гуми всеки ден.
Ориз. 38 Крайна предавка с диференциал
1 - оси; 2 — задвижвана предавка; 3 - задвижващо зъбно колело; 4 — зъбни колела на осите; 5 — сателитни зъбни колела
Това вече не е опростяване, а просто подвеждане на читателите. Тук, с изключение на второто изречение и илюстрацията, всичко не е вярно (в първото изречение трябва да вмъкнете думата „еднакво“ и да поставите точка след думата „колела“ и т.н.).
Само веднъж в учебник по професионално образование попаднах на правилно, но просто и ясно обяснение за същността на работата на диференциала. Беше много отдавна и помня само, че беше учебник за зърнокомбайнери.
Там читателят беше помолен да си представи, че две полуаксиални конусни зъбни колела са „разгънати“ в две зъбни рейки, тези рейки лежат на въображаема маса и между тях е поставен сателит под формата на цилиндрично зъбно колело. Изглежда нещо подобно:
Обяснението на същността на работата на диференциала се основава на неговата конструкция и на третия закон на Нютон, който гласи: силата на действие е равна по големина и противоположна по посока на силата на реакция. Следващата фигура показва силовото взаимодействие на сателита с ламелите, когато движещата сила D е приложена към оста на сателита и този сателит избутва и двете ламели по масата, и съпротивителните сили на движението на лявата и дясната ламела C ляво и C дясно са еднакви (силите на триене на ламелите върху повърхността на въображаема маса) и всяка от тях е равна на половината от общата съпротивителна сила C. Силите от сателита се предават към стелажите в точките на зацепване на сателитните зъби със зъбите на стойката. Поради равенството на силите на съпротивление при движение C наляво и C надясно, движещите сили върху сателитните зъби са равни една на друга, всяка от които е равна на половината от движещата сила D. Тъй като равни сили се прилагат към два сателитни зъба разположен на равни разстояния от оста си, спътникът е в равновесие и не се върти. Следователно и трите части се движат праволинейно в една посока и с равни скорости, а именно със скоростта, с която се движи сателитната ос и която се задава от двигателя.
Тази ситуация съответства на стабилно движение на автомобил по път с добро сцепление.
Сега нека си представим, че докато се движеше по масата, лявата стойка „прегази“ маслено петно. В същото време силата на съпротивление при движението му (сила на триене върху масата) намалява, но силата на съпротивление при движението на дясната релса остава същата. В един момент балансът на силите върху сателитните зъби се нарушава: натоварването върху левия зъб става по-малко от натоварването, действащо върху десния зъб. С други думи, за сателита стана по-лесно да натисне лявата стойка, отколкото дясната. Следователно той започва да се върти по посока на часовниковата стрелка, както е показано на следващата фигура.
Поради въртенето на сателита, движението на дясната стойка се забавя, а лявата стойка, напротив, се ускорява. Тогава дясната стойка спира напълно и сателитът продължава да се върти. Неговата ос продължава да се движи със същата скорост, както преди, тъй като тази скорост се задава от двигателя. Но тъй като дясната стойка стои, въртящият се сателит се търкаля около нея. В момента, показан на фигурата, десният зъб на сателита стои неподвижно, тъй като „опира” в зъба на неподвижната стойка. Но противоположният, ляв зъб на сателита се движи два пъти по-бързо от оста на самия сателит. Всичко това съответства на ситуация, при която едно от задвижващите колела на бавно движеща се кола се натъква например на голямо парче лед, а второто остава на суха повърхност с добро сцепление. Тоест колата спира и колелото върху леда се плъзга, въртейки се два пъти по-бързо от преди, когато и двете колела се търкаляха с еднаква скорост.
Строго погледнато, дисбалансът на силите върху сателитните зъби беше казано по-горе неправилно и само защото, както ми се струва, е по-лесно да се разбере какво се случва. Всъщност балансът на силите винаги се запазва; само за да го разгледаме, трябва да вземем предвид и силите, причиняващи ускорението на лявата релса и забавянето на дясната. Тези сили, които не са разгледани от нас, изчезват от момента, в който дясната стойка спре напълно. В същия момент двойната скорост на движение на лявата релса става постоянна. И тогава ситуацията напълно съответства на следната фигура.
Тук балансът на силите беше възстановен, или по-точно, изчезнаха компонентите на динамичната сила (тези, които предизвикаха ускорението на едната стойка и забавянето на другата). Дясната стойка е неподвижна, сателитът се върти, а лявата стойка се движи равномерно с удвоена скорост. Много е важно да се отбележи, че балансът на силите премина на ново ниво. Сега равните сили върху левия и десния зъб на сателита са станали значително по-малко от преди. По силата на третия закон на Нютон тези сили не могат да надвишават движещата сила, която може да бъде приложена към рейка върху петно масло или към колело върху петно лед. С други думи, ако едното колело стои на сух път, а противоположното се хлъзга върху лед или кал, това не означава, че 100% от въртящия момент се предава от двигателя към плъзгащото се колело, както е посочено в книгата споменати по-горе. Този момент винаги и при всякакви условия се разделя поравно между колелата от диференциала, но не може да бъде по-голям от това, което позволява сцеплението на едно от колелата с пътя, и то колелото, което има по-малко сцепление.
Само ако при тези условия блокирате диференциала, тоест го изключите, като твърдо свържете полуоските един към друг по един или друг начин, можете да прехвърлите преобладаващата част от въртящия момент, който двигателят може да развие, към колело, стоящо на сух път. В този случай приплъзването ще спре, и двете колела ще се въртят с еднаква скорост, но по-голямата част от общата теглителна сила ще бъде осигурена само от едно от тези колела.
Струва ми се, че с помощта на модел със стелажи може ясно да се обяснят всички други режими на работа на диференциала на напречната ос. Например ситуация, която понякога възниква при спиране на двигателя. Нека си представим, че кола се движи надолу по сух път с петна лед. Водачът спира с двигателя. В този случай движещата сила е инерционната сила на масата на машината. А силата на съпротивление при движение е силата, приложена към осите на диференциалните сателити от страната на двигателя. Едно от колелата се удря в парче лед. Теглителната сила на това колело с пътя рязко намалява и то започва да се върти в обратна посока. Това, което се случва тук, е същото, което се случва с ламелите, ако сателитната ос се направи неподвижна, но се остави свободна да се върти около тази ос, тоест да се симулира ситуацията, когато сателитната ос се спира или държи от двигателя. Ако сега преместите един от стелажите напред, сателитът ще започне да се върти и ще накара втория стелаж да се премести назад. Тук багажникът, който се движи напред, съответства на колелото на сух път, а багажникът, който се движи назад, съответства на колелото върху лед и се върти в обратна посока. Според мен въртенето на буксуващо колело в обратната посока много ясно демонстрира “желанието” на диференциала да изпълни предназначението си и да изравни силите върху двете колела на задвижващия мост. В случая това са спирачни сили. Благодарение на тяхното подравняване, вероятността от поднасяне на автомобила по време на този режим на спиране се елиминира или значително намалява.
Много повече ситуации, които възникват по време на диференциална работа, могат да бъдат разгледани. Но смятам, че казаното е достатъчно, за да се уверим: - диференциал между осите Винаги разделявъртящ момент, получен от двигателя по равномежду две колела на една задвижваща ос.
Сега нека се върнем към снимката, спомената в самото начало с кола, движеща се по крива. Ако колата е със задно задвижване, тогава двете задни колела, получаващи еднакъв въртящ момент, ще преобразуват тези въртящи моменти в две равни теглителни сили (ако гумите на колелата имат еднакъв диаметър, същото налягане на напомпване и носят същата част от теглото на автомобила). И две еднакви теглителни сили се стремят да бутат колата по права линия. Ето защо водачът трябва да държи здраво волана при завой. Строго погледнато, диференциалът на такава кола не толкова помага, колкото пречи в завоите. Но той пряко допринася за стабилността на права линия (заедно с ъглите на предните колела).
За автомобил с предно предаване ситуацията е малко по-различна. Тук теглителните сили също са еднакви на двете колела, но те се „въртят” заедно с колелата, които се въртят. Ето защо, например, е по-лесно за автомобил с предно задвижване да излезе от дълбок хлъзгав коловоз: обърнатите предни задвижващи колела активно се дърпат, където е необходимо. А при задвижване на задните колела, задните задвижващи колела активно избутват колата по пистата.
Това покрива само малка част от това, което шофьорите трябва да знаят за работата на диференциала, и изисква много думи и снимки. Така че може би тези, които се ограничават до прословутата картина с различен пробег на различни колела при завиване, са прави? Може би. Но смятам, че трябва, ако не да се впуснем в дълги обяснения, то поне просто да напишем за какво всъщност е предназначен този механизъм. И който иска да стигне до дъното, ще намери къде да прочете за това. И няма абсолютно никаква нужда да пропагандирате собственото си неправилно разбиране на тази същност.
400. Защо тротоарите се поръсват с пясък при заледяване?
За да се увеличи коефициентът на триене. Това ще направи по-малко вероятно да се подхлъзнете и да паднете.
401. Защо задните колела на някои камиони са вързани с вериги през зимата?
За да се увеличи коефициентът на триене и по този начин практически да се предотврати приплъзване между колелата на автомобила и заледения участък от пътната настилка.
402. Защо при спускане на каруца от планина понякога едното колело на каруцата се закрепва, за да не се върти?
За увеличаване на триенето между количката и пътя. В този случай скоростта на количката няма да е много висока, но ще бъде безопасна за спускане.
403. Защо правят дълбок релефен шарка (протектор) върху гумите на автомобили и колесни трактори?
За увеличаване на коефициента на триене между колелата и пътя. В този случай сцеплението със земята ще бъде по-ефективно.
404. Защо през есента на трамвайните линии, минаващи в близост до паркове, булеварди и градини, има предупредителен знак „Внимание, листопад!“?
Сухите листа намаляват сцеплението на колелата на трамвая с релсите, което може да доведе до приплъзване на колелата и спирачният път на трамвая също ще се увеличи.
405. Защо черният път е хлъзгав след дъжд?
Водата на повърхността на земята е лубрикант и следователно намалява коефициента на триене.
406. Защо е опасно да караш кола надолу по черен път след дъжд?
Тъй като водата върху пътната настилка намалява коефициента на триене.
407. Защо някои майстори смазват винта със сапун, преди да го завият в закрепваните части?
Сапунът служи като лубрикант и намалява коефициента на триене. В този случай процесът на завинтване на винта ще бъде по-лесен.
408. Защо хелингите, по които корабът се спуска във водата, са щедро смазани?
За да се намали коефициентът на триене между изстреляния кораб и хелингите и по този начин да се улесни процеса на изстрелване.
409. Защо се прави прорез близо до главата на пирона?
За увеличаване на коефициента на триене. В този случай чукът ще се плъзга по-малко от главата на пирона.
410. Посочете една или две части на велосипеда, направени за увеличаване на силата на триене при плъзгане.
Гума, накладки.
411. Какви сили на триене възникват, когато моливът се движи в случаите, посочени на фигура 93, a, b? Къде е силата на триене, действаща върху молива, насочена спрямо оста на молива и в двата случая?
а) сила на триене при плъзгане; тя е насочена по оста на молива в посока, обратна на движението му,
б) сила на триене при търкаляне; тя е насочена перпендикулярно на оста на молива в посока, обратна на неговото движение.
412. Количката с товара се движи (фиг. 94). Какъв тип триене възниква между: а) масата и колелата; б) товарни и колички; в) оси на колела и каросерия?
а) сила на триене при търкаляне;
б) сила на статично триене, ако товарът е в покой спрямо количката, или сила на триене при плъзгане, ако товарът се движи;
в) сила на триене при плъзгане.
413. Защо тухлите не се плъзгат надолу (фиг. 95 и 96)? Каква сила ги поддържа в покой? Начертайте силите, действащи върху тухлите.
414. Блокът се премества надясно (фиг. 97). Къде е насочена силата на триене при плъзгане по отношение на блока? спрямо повърхността, върху която се движи блокът?
Спрямо блока силата на триене при плъзгане е насочена наляво (срещу посоката на движение). Спрямо повърхността, по която се движи блокът, силата на триене е насочена надясно (по посока на движението).
415. Стълбата до стената заема позицията, показана на фигура 98. Посочете посоката на силата на триене в точките на контакт на стълбата със стената и пода.
416. Блокът се движи равномерно (фиг. 99). Накъде е насочена: а) еластичната сила на хоризонталната част на нишката; б) вертикалната част на резбата; в) силата на триене при плъзгане, действаща върху повърхността на масата, върху блока? Каква е резултантната на тези сили?
417. Колелото на автомобила се плъзга (фиг. 100). Къде е силата на триене при плъзгане, насочена между плъзгащото се колело и пътя, която действа: а) върху колелото; б) на пътя? Накъде е насочена еластичната сила на пътя?
418. Книгата е притисната към вертикална повърхност (фиг. 101). Начертайте графично посоките на силите на гравитацията и статичното триене, действащи върху книгата.
419. Количката се движи равномерно надясно (виж фиг. 94). Каква сила привежда в движение поставения върху него товар? На какво е равна тази сила при равномерно движение?
Товар, разположен върху количка, се задвижва от сила на статично триене, насочена надясно. Когато количката се движи равномерно, тази сила е нула.
420. Кутия с товар се движи равномерно по конвейер (без плъзгане). Къде е силата на статично триене, насочена между транспортната лента и кутията, когато кутията: а) се повдига; б) движи се хоризонтално; в) пада?
а) нагоре по конвейера; б) е равно на нула; в) нагоре по конвейера.
421. Теглителната сила равна ли е на силата на триене, ако автобусът се движи равномерно без плъзгане: 1) по хоризонтална траектория; 2) нагоре по наклонен участък от пътеката?
Ако автобусът се движи равномерно по хоризонтален участък от коловоза, тогава силата на статичното триене е равна на теглителната сила минус силата на въздушно съпротивление.
422. Парашутист с маса 70 кг се спуска равномерно. Каква е силата на съпротивление на въздуха, действаща върху парашутиста?
423. С помощта на динамометър преместете блока равномерно (вижте фиг. 97). Каква е силата на триене при плъзгане между блока и повърхността на масата? (Стойността на делението на динамометъра е 1 N.)
При равномерно движение на блока силата на триене при плъзгане между блока и повърхността на масата е равна на еластичната сила на пружината на динамометъра. Следователно в този случай динамометърът ни показва стойността на силата на триене при плъзгане. Според фиг. 97 е равно на 4H.
424. Зъбите на триона се движат в различни посоки от равнината на триона. Фигура 102 показва разрези, направени с прав и настроен трион. Кой трион се реже по-трудно? Защо?
По-трудно е да се реже с прав трион, тъй като в този случай страничните повърхности на триона влизат в по-близък контакт с дървото и между тях възниква по-голяма сила на триене.
425. Дайте примери кога триенето е полезно и кога е вредно.
Триенето е полезно при ходене, бягане, шофиране или преместване на стоки по конвейер. Триенето причинява вреда при триещи се части на различни механизми, където изтриването на повърхностите е нежелателно.
426. По време на урок по физическо възпитание момче се плъзга равномерно по въже. Под действието на какви сили възниква това движение?
Под въздействието на гравитацията и триенето при плъзгане.
427. Кораб тегли три шлепа, свързани последователно една след друга. Водоустойчивостта на първата баржа е 9000 N, на втората 7000 N, на третата 6000 N. Водоустойчивостта на самия съд е 11 kN. Определете теглителната сила, развивана от кораба при теглене на тези шлепове, като се приеме, че шлеповете се движат равномерно.
428. Движещ се автомобил в хоризонтална посока е подложен на теглителна сила на двигателя от 1,25 kN, сила на триене от 600 N и сила на въздушно съпротивление от 450 N. Каква е резултатната от тези сили?
429. Може ли недвусмислено да се твърди, че увеличението на силата на съпротивление AF е равно на 3 mN, ако скоростта на тяло, движещо се в определена среда с коефициент на съпротивление 0,01, се увеличи с 0,3 m/s?
Това не може да се каже недвусмислено, тъй като силата на съпротивление във вискозни среди е посочена двусмислено. При ниски скорости тя е пропорционална на скоростта, при високи скорости е пропорционална на квадрата на скоростта.
430. Тролейбус тръгва и за 30 s получава импулс 15,104 kg-m/s. Определете силата на съпротивление при движение, ако теглителната сила, развивана от тролейбуса, е 15 kN.
431. По време на движение автомобил с тегло 103 kg е подложен на сила на съпротивление, равна на 10% от теглото му. Каква трябва да е теглителната сила, развивана от автомобила, за да се движи с постоянно ускорение 2 m/s2?
434. Велосипедист, движещ се със скорост 11 m/s внезапно спира. Коефициентът на триене при плъзгане на гумите върху сух асфалт е 0,7. Определете ускорението на велосипедиста при спиране; спирачно време; спирачен път на велосипедиста.
435. Каква сила трябва да се приложи в хоризонтална посока към автомобил с тегло 16 тона, за да се намали скоростта му с 0,6 m/s за 10 s; за 1 s? Коефициентът на триене е 0,05.
436. С каква скорост може да се движи мотоциклетист по хоризонтална равнина, описваща дъга с радиус 83 m, ако коефициентът на триене между гумата и почвата е 0,4?
