نظریه حرکت خودرو: عناصر اساسی. فاصله ترمز در هنگام ترمز اضطراری خودرو تفاوت بین فاصله ترمز و فاصله توقف چیست؟

چراغ قرمز چراغ راهنمایی به زرد و سپس سبز تغییر کرد. با یک غرش تنش، آنها از ماشین جدا می شوند، سپس صدای موتورها برای یک لحظه فروکش می کند - این است که رانندگان پدال سوخت را رها می کنند و دنده ها را تعویض می کنند، دوباره شتاب، دوباره یک لحظه آرامش و دوباره شتاب. تنها 100 متر بعد از تقاطع، به نظر می رسد جریان ماشین ها آرام می شود و تا چراغ راهنمایی بعدی به آرامی می چرخد. فقط یکی ماشین قدیمی«مسکویچ» به آرامی و بی صدا از چهارراه گذشت. شکل نشان می دهد که چگونه او از همه ماشین ها سبقت گرفت و خیلی جلوتر کشید. این ماشین درست در لحظه ای که چراغ سبز روشن شد به سمت تقاطع رفت، راننده مجبور نبود سرعتش را کم کند و ماشین را متوقف کند، بعد از آن مجبور نشد دوباره شتاب بگیرد. چگونه است که یک خودرو (و حتی یک "مسکوویچ" کم مصرف از تولیدات قدیمی) به راحتی و بدون کشش با سرعتی در حدود 50 کیلومتر در ساعت حرکت می کند ، در حالی که بقیه با کشش آشکار به تدریج سرعت می گیرند و به سرعت می رسند. 50 کیلومتر در ساعت دور بعد از تقاطع وقتی که Moskvich در حال نزدیک شدن به چراغ راهنمایی بعدی است؟ بدیهی است که برای حرکت یکنواختبه طور قابل توجهی به تلاش و مصرف انرژی کمتری نسبت به هنگام شتاب گیری یا، همانطور که می گویند، در هنگام حرکت شتاب، نیاز است.

برنج. به طور نسبی ماشین ضعیفاگر در لحظه روشن شدن چراغ سبز به تقاطع نزدیک شود و تلاشی برای شروع و شتاب گیری انجام ندهد، می تواند از قدرتمندترها سبقت بگیرد.

اما قبل از مطالعه شتاب خودرو، باید مفاهیمی را به خاطر بسپارید.

شتاب خودرو

اگر خودرو در هر ثانیه همان تعداد متر را طی کند، حرکت را یکنواخت یا ثابت می نامند. اگر مسافت طی شده توسط خودرو در هر ثانیه (سرعت) تغییر کند، حرکت نامیده می شود:

• با افزایش سرعت - شتاب
• هنگام کاهش سرعت - کند

افزایش سرعت در واحد زمان نامیده می شود شتابکاهش سرعت در واحد زمان - شتاب منفی، یا کاهش سرعت

شتاب با افزایش یا کاهش سرعت (بر حسب متر بر ثانیه) در 1 ثانیه اندازه گیری می شود. اگر سرعت 3 متر بر ثانیه در ثانیه افزایش یابد، شتاب 3 متر بر ثانیه در ثانیه یا 3 متر بر ثانیه یا 3 متر بر ثانیه است.

شتاب را با حرف j نشان می دهند.

شتاب 9.81 m/s2 (یا 10 m/s2 گرد شده) مطابق با شتابی است که از تجربه برای یک جسم در حال سقوط آزاد شناخته شده است (بدون توجه به مقاومت هوا) و شتاب گرانش نامیده می شود. با حرف g نشان داده می شود.

شتاب خودرو

شتاب خودرو معمولا به صورت گرافیکی نشان داده می شود. مسیر بر روی محور افقی نمودار و سرعت بر روی محور عمودی رسم می شود و نقاط مربوط به هر بخش از مسیر طی شده ترسیم می شود. همانطور که در نمودار شتاب خودروهای داخلی نشان داده شده است، به جای سرعت در مقیاس عمودی، می توانید زمان شتاب را به تعویق بیندازید.

برنج. نمودار مسیر شتاب.

نمودار شتاب یک منحنی با شیب به تدریج کاهش می یابد. لبه های منحنی مربوط به نقاط شیفتی است که در آن شتاب در نقطه ای کاهش می یابد، اما اغلب نشان داده نمی شوند.

اینرسی

ماشین نمی تواند بلافاصله از یک مکان توسعه یابد سرعت عالی، زیرا او باید نه تنها بر نیروهای مقاومت در برابر حرکت، بلکه بر اینرسی غلبه کند.

اینرسیخاصیت جسم برای حفظ حالت استراحت یا حرکت یکنواخت است. از مکانیک مشخص شده است که یک جسم ساکن فقط تحت تأثیر یک نیروی خارجی می تواند به حرکت درآید (یا سرعت یک جسم متحرک تغییر کند). نیروی خارجی با غلبه بر عمل اینرسی، سرعت بدن را تغییر می دهد و به عبارت دیگر به آن شتاب می بخشد. مقدار شتاب متناسب با مقدار نیرو است. هر چه جرم جسم بیشتر باشد، باید نیروی بیشتری داشته باشد تا به این جسم شتاب مطلوب بدهد. وزنکمیت متناسب با مقدار ماده در بدن است. جرم m برابر است با وزن جسم G تقسیم بر شتاب گرانش g (9.81 m/s2):

m = G / 9.81، kg/(m/s2)

جرم خودرو در برابر شتاب با نیروی Pj مقاومت می کند، این نیرو را نیروی اینرسی می نامند. برای اینکه شتاب ایجاد شود، باید نیروی کشش اضافی روی چرخ های محرک ایجاد شود. برابر با قدرتاینرسی. این بدان معناست که نیروی لازم برای غلبه بر اینرسی بدن و دادن شتاب خاصی به بدن j متناسب با جرم و شتاب بدن است. این نیرو عبارت است از:

Pj = mj = Gj / 9.81، کیلوگرم

برای حرکت سریع ماشین، نیروی اضافی مورد نیاز است:

Nj \u003d Pj * Va / 75 \u003d Gj * Va / 270 * 9.81 \u003d Gj * Va / 2650، اسب بخار

برای دقت محاسبات، ضریب b ("مثلث") باید در معادلات (31) و (32) - ضریب جرم های دوار، که تاثیر جرم های دوار ماشین (به ویژه موتور) را در نظر می گیرد، لحاظ شود. فلایویل و چرخ) روی شتاب. سپس:

Nj = Gj*Va*b / 2650، h.p.

برنج. نمودارهای زمان شتاب خودروهای داخلی.

تأثیر توده‌های دوار در این واقعیت نهفته است که علاوه بر غلبه بر اینرسی جرم خودرو، لازم است چرخ طیار، چرخ‌ها و سایر قسمت‌های چرخان خودرو را «چرخش» کرد و بخشی از نیروی موتور را صرف کرد. روی این. مقدار ضریب b را می توان تقریباً برابر با:

b = 1.03 + 0.05 *ik^2

که در آن ik ضریب دنده در گیربکس است.

اکنون با در نظر گرفتن یک خودرو با وزن کل 2000 کیلوگرم، مقایسه نیروهای مورد نیاز برای حفظ حرکت این خودرو روی آسفالت با سرعت 50 کیلومتر در ساعت (تا کنون بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا) دشوار نیست. ) و برای شروع آن با شتاب حدود 2.5 متر بر ثانیه، که برای مدرن رایج است. ماشین ها.

با توجه به معادله:

Pf \u003d 2000 * 0.015 \u003d 30، کیلوگرم

برای غلبه بر مقاومت اینرسی در تخت گاز(ik = 1) نیرو مورد نیاز است:

Pj \u003d 2000 * 2.5 * 1.1 / 9.81 \u003d 560، کیلوگرم

ماشین نمی تواند چنین نیرویی را در بالاترین دنده ایجاد کند، شما باید دنده اول را روشن کنید (با نسبت دنده ik = 3).

سپس دریافت می کنیم:

Pj \u003d 2000 * 2.5 * 1.5 / 9.81 \u003d 760، کیلوگرم

که برای خودروهای مدرن کاملا امکان پذیر است.

بنابراین، نیروی لازم برای شروع حرکت 25 برابر نیروی لازم برای حفظ حرکت است سرعت ثابت 50 کیلومتر در ساعت.

برای اطمینان از شتاب سریع خودرو، نصب موتور لازم است قدرت بالا. هنگام رانندگی با سرعت ثابت (به جز حداکثر)، موتور با قدرت کامل کار نمی کند.

با توجه به موارد فوق، مشخص است که چرا هنگام استارت زدن، باید دنده پایین تری را روشن کنید. در گذر، توجه می کنیم که در کامیون ها، شتاب گیری معمولاً باید در دنده دوم شروع شود. واقعیت این است که در دنده یک (ik تقریباً برابر با 7 است) تأثیر جرم های دوار بسیار زیاد است و نیروی کشش برای شتاب زیاد خودرو کافی نیست. شتاب بسیار کند خواهد بود.

در یک جاده خشک، با ضریب اصطکاک φ حدود 0.7، راه اندازی در دنده کم هیچ مشکلی ایجاد نمی کند، زیرا نیروی چسبندگی همچنان از نیروی کشش بیشتر است. اما در جاده لغزندهاغلب ممکن است معلوم شود که نیروی کشش در دنده پایین بیشتر از نیروی کشش است (مخصوصاً زمانی که ماشین بارگیری نشده باشد) و چرخ ها شروع به لیز خوردن می کنند. دو راه برای خروج از این وضعیت وجود دارد:

1. با استارت زدن با سوخت کم یا دنده دوم، نیروی کشش را کاهش دهید (برای کامیون ها- در سوم)؛
2. ضریب چسبندگی را افزایش دهید، به عنوان مثال، ماسه را زیر چرخ های محرک بریزید، شاخه ها، تخته ها، پارچه ها قرار دهید، زنجیر را روی چرخ ها قرار دهید و غیره.

در هنگام شتاب گیری، تخلیه چرخ های جلو و بار اضافی روی چرخ های عقب به ویژه تحت تأثیر قرار می گیرند. شما می توانید مشاهده کنید که چگونه در لحظه شروع به کار، ماشین به طور قابل توجهی و گاهی اوقات بسیار تند "خمیده" می شود. چرخهای عقب. این توزیع مجدد بار حتی با حرکت یکنواخت خودرو اتفاق می افتد. این به دلیل مقابله با گشتاور است. دندانه های دنده پینیون دنده اصلیروی دندان های رانده شده (تاج) فشار وارد کنید و همانطور که بود فشار دهید محور عقببه زمین؛ در این حالت ، واکنشی رخ می دهد که دنده درایو را به سمت بالا هل می دهد. یک چرخش جزئی وجود دارد محور عقبدر جهت مخالف جهت چرخش چرخ ها. فنرهای نصب شده روی میل لنگ محور با انتهای خود قسمت جلوی قاب یا بدنه را بالا می برند و قسمت عقب را پایین می آورند. به هر حال، ما توجه می کنیم که دقیقاً به دلیل تخلیه چرخ های جلو است که چرخاندن آنها در حالی که ماشین با دنده درگیر حرکت می کند نسبت به هنگام سوار شدن و حتی بیشتر از پارکینگ راحت تر است. هر راننده ای این را می داند. با این حال، به چرخ‌های عقب بارگذاری‌شده اضافی بازگردید.

اضافی، بار اضافی در چرخ های عقب Zd از لحظه منتقل شدهبیشتر از لحظه بیشتر Mk، به چرخ آورده و کوتاهتر فاصله بین دو محوروسیله نقلیه L (در متر):

به طور طبیعی، این بار به ویژه هنگام رانندگی با دنده های پایین تر زیاد است، زیرا لحظه ای که به چرخ ها می رسد افزایش می یابد. بنابراین، در یک ماشین GAZ-51، بار اضافی در دنده اول:

Zd \u003d 316 / 3.3 \u003d 96، کیلوگرم

در هنگام استارت و شتاب گیری، خودرو تحت تأثیر نیروی اینرسی Pj اعمال شده در مرکز ثقل خودرو قرار می گیرد و به سمت عقب هدایت می شود، یعنی در جهت مخالف شتاب. از آنجایی که نیروی Pj در ارتفاع جیوه از سطح جاده اعمال می شود، تمایل به واژگونی ماشین در اطراف دارد. چرخهای عقب. در این حالت، بار روی چرخ های عقب افزایش می یابد و در چرخ های جلو به میزان زیر کاهش می یابد:

برنج. هنگامی که نیرو از موتور منتقل می شود، بار روی چرخ های عقب افزایش می یابد و بار چرخ های جلو کاهش می یابد.

بنابراین، هنگام استارت زدن، چرخ‌ها و لاستیک‌های عقب با وزن خودرو، افزایش گشتاور ارسالی و نیروی اینرسی بارگیری می‌شوند. این بار روی یاتاقان های محور عقب و عمدتاً روی لاستیک های چرخ های عقب تأثیر می گذارد. برای نجات آنها، باید تا حد امکان راحت شروع کنید. لازم به یادآوری است که در هنگام افزایش، چرخ های عقب حتی بار بیشتری دارند. بر صعود شیب دارهنگام استارت زدن و حتی با مرکز ثقل بالای خودرو، چنین تخلیه چرخ های جلو و بارگیری بیش از حد چرخ های عقب ممکن است رخ دهد که منجر به آسیب دیدن لاستیک ها و حتی برگشت خودرو به عقب می شود.

برنج. علاوه بر بار از تلاش کششی، در هنگام شتاب گیری، نیروی اضافی از اینرسی جرم خودرو به چرخ های عقب وارد می شود.

خودرو با شتاب حرکت می کند و تا زمانی که نیروی کشش از نیروی مقاومت بیشتر باشد سرعت آن افزایش می یابد. با افزایش سرعت، مقاومت در برابر حرکت افزایش می یابد. هنگامی که برابری نیروی کشش و مقاومت برقرار شود، خودرو حرکت یکنواختی پیدا می کند که سرعت آن به میزان فشار روی پدال سوخت بستگی دارد. اگر راننده پدال سوخت را کاملا فشار دهد، این سرعت یکنواخت در عین حال بالاترین سرعت خودرو است.

کار غلبه بر نیروهای مقاومت غلتشی و هوا ذخیره انرژی ایجاد نمی کند - انرژی صرف مبارزه با این نیروها می شود. کار غلبه بر نیروهای اینرسی در طول شتاب خودرو به انرژی حرکت می رود. این انرژی را انرژی جنبشی می نامند. ذخیره انرژی ایجاد شده در این مورد می تواند مورد استفاده قرار گیرد اگر پس از مقداری شتاب، چرخ های محرک از موتور جدا شوند، اهرم تعویض دنده در موقعیت خنثی قرار گیرد، یعنی اجازه دهد خودرو با اینرسی، حرکت در مسیر حرکت کند. تا زمانی که ذخایر انرژی برای غلبه بر نیروهای مقاومت در برابر حرکت استفاده شود، کوستینگ رخ می دهد. لازم به یادآوری است که در همان بخش از مسیر، مصرف انرژی برای شتاب بسیار بیشتر از مصرف برای غلبه بر نیروهای مقاومت در برابر حرکت است. بنابراین، به دلیل انرژی انباشته شده، مسیر سرریزی می تواند چندین برابر مسیر شتاب بیشتر باشد. بنابراین، مسیر رول از سرعت 50 کیلومتر در ساعت برای خودروی پوبدا حدود 450 متر، برای خودروی GAZ-51 حدود 720 متر است، در حالی که مسیر شتاب تا این سرعت 150-200 متر و 250-300 متر است. متر، به ترتیب اگر راننده به دنبال رانندگی یک ماشین با بسیار سرعت بالا، او می تواند بخش قابل توجهی از مسیر را با ماشین "ساحل" رانندگی کند و در نتیجه در مصرف انرژی و در نتیجه سوخت صرفه جویی کند.

سرعت شتاب خودرو از نقطه شروع به بخش خط مستقیمطول مسیر کیلومتر با شتاب ثابت km/h 2 با فرمول محاسبه می شود. حداقل شتابی را که خودرو باید با آن حرکت کند تا پس از یک کیلومتر رانندگی حداقل کیلومتر در ساعت حرکت کند، تعیین کنید. پاسخ خود را بر حسب کیلومتر بر ساعت 2 بیان کنید.

راه حل مشکل

این درس نمونه ای از محاسبه کمترین شتاب یک خودرو را در شرایط معین نشان می دهد. این راه حلمی تواند برای هدف مورد استفاده قرار گیرد آماده سازی موفقبه امتحان دولتی واحد در ریاضیات، به ویژه هنگام حل مسائل از نوع B12.

شرط فرمول تعیین سرعت ماشین است: با طول مسیر مشخص و شتاب ثابت. برای حل مشکل، تمام کمیت های شناخته شده در فرمول بالا برای تعیین سرعت جایگزین می شوند. در نتیجه یک نابرابری غیر منطقی با یک مجهول به دست می آید. از آنجایی که هر دو قسمت این نابرابری بزرگتر از صفر هستند، بر اساس ویژگی اصلی نابرابری مجذور می شوند. با بیان مقدار نابرابری خطی حاصل، محدوده شتاب تعیین می شود. با توجه به شرایط مشکل، حد پایین این محدوده مطلوب است کمترین شتابوسیله نقلیه تحت شرایط معین

یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت دینامیکی یک ماشین، شدت شتاب است - شتاب.

هنگام تغییر سرعت حرکت، نیروهای اینرسی به وجود می آیند که خودرو باید بر آنها غلبه کند تا شتاب خاصی را فراهم کند. این نیروها هم توسط توده های متحرک ماشین ایجاد می شوند مترو ممان های اینرسی قسمت های دوار موتور، گیربکس و چرخ ها.

برای راحتی انجام محاسبات، از یک شاخص پیچیده استفاده می شود - کاهش نیروهای اینرسی:

جایی که δ vr- ضریب محاسبه جرم های دوار.

مقدار شتاب j = dv/dt، که یک ماشین می تواند هنگام رانندگی در امتداد یک بخش افقی جاده در یک دنده معین و با سرعت معین ایجاد کند ، در نتیجه تغییر فرمول تعیین ذخیره قدرتی که برای شتاب صرف می شود پیدا می شود:

,

یا با توجه به مشخصه دینامیکی:

D=f+
.

از اینجا: j =
.

برای تعیین شتاب در صعود یا فرود از فرمول استفاده کنید:

توانایی وسیله نقلیه برای شتاب سریعبه ویژه در رانندگی شهری مهم است. با افزایش ضریب دنده می توان به افزایش شتاب برای خودرو دست یافت تو 0 دنده اصلی و انتخاب مربوط به مشخصه تغییر گشتاور موتور.

حداکثر شتاب در طول شتاب در محدوده:

برای خودروهای دنده یک 2.0 ... 3.5 ام‌اس 2 ;

برای خودروهای سواری با دنده مستقیم 0.8 ... 2.0 ام‌اس 2 ;

برای کامیون های دنده دوم 1.8 ... 2.8 ام‌اس 2 ;

برای کامیون های دنده مستقیم 0.4 ... 0.8 ام‌اس 2 .

زمان و مسیر شتاب خودرو

بزرگی شتاب در برخی موارد نشانگر به اندازه کافی واضح از توانایی خودرو برای شتاب گیری نیست. برای این منظور، استفاده از شاخص هایی مانند زمان و مسافت شتابقبل از سرعت را تنظیم کنیدو نمودارهایی که وابستگی سرعت به زمان و مسیر شتاب را نشان می دهد.

زیرا j =، آن dt =.

از اینجا با ادغام معادله حاصل، زمان شتاب را پیدا می کنیم تیدر محدوده معینی از سرعت تغییر می کند v 1 قبل از v 2 :

.

تعیین مسیر شتاب اسدر یک محدوده معین از تغییرات سرعت به شرح زیر انجام می شود. از آنجایی که سرعت اولین مشتق مسیر با توجه به زمان است، دیفرانسیل مسیر است dS=v dt، یا مسیر شتاب در محدوده سرعت از تغییر می کند v 1 قبل از v 2 برابر است با:

.

در شرایط عملکرد واقعی خودرو، زمان صرف شده برای عملیات تعویض دنده و لغزش کلاچ، زمان شتاب را نسبت به مقدار نظری (محاسبه شده) آن افزایش می دهد. زمان لازم برای تعویض دنده به طراحی جعبه دنده بستگی دارد. هنگام استفاده از گیربکس اتوماتیک، این زمان عملاً صفر است.

علاوه بر این، اورکلاک همیشه در ساعت اتفاق نمی افتد تامین سوخت کامل، همانطور که در روش ذکر شده فرض می شود. این نیز افزایش می یابد به موقعاورکلاک کردن

هنگام استفاده از گیربکس دستی، یک نکته مهم انتخاب صحیح مطلوب ترین سرعت تعویض دنده است. v 1-2 ، v 2-3 و غیره. (به بخش "محاسبه کشش وسیله نقلیه" مراجعه کنید).

برای ارزیابی توانایی خودرو در شتاب گیری، زمان شتاب پس از استارت در مسیر 100 و 500 نیز به عنوان نشانگر استفاده می شود. متر.

ترسیم شتاب ها

در محاسبات عملی، فرض بر این است که شتاب در یک جاده آسفالته افقی رخ می دهد. کلاچ درگیر است و لیز نمی خورد. کنترل موتور در موقعیت سوخت کامل است. این امر چسبندگی چرخ ها را با جاده بدون لیز خوردن تضمین می کند. همچنین فرض می شود که پارامترهای موتور با توجه به مشخصه سرعت خارجی تغییر می کند.

اعتقاد بر این است که شتاب خودروهای سواری با حداقل سرعت ثابت در پایین ترین دنده سفارش آغاز می شود. v 0 = 1,5…2,0ام‌استا ارزش ها v تی = 27,8ام‌اس(100کیلومتر در ساعت). برای کامیون ها قبول کنید: v تی = 16,7ام‌اس(60کیلومتر در ساعت).

به طور متوالی با سرعت شروع می شود v 0 = 1,5…2,0ام‌اسدر دنده اول و چرخ دنده های بعدی، روی مشخصه دینامیکی (شکل 1) برای آبسیساهای انتخاب شده در امتداد آبسیسا vنقاط محاسبه شده (حداقل پنج) ذخیره ضریب دینامیکی در طول شتاب را به عنوان تفاوت در اردیتا تعیین می کند ( د-ف)در انتقال های مختلف ضریب جرم دوار ( δ vr) برای هر انتقال با فرمول محاسبه می شود:

δ vr= 1.04 + 0.05 من kp 2 .

شتاب خودرو با فرمول زیر تعیین می شود:

j =
.

بر اساس داده های به دست آمده، نمودارهای شتاب ساخته می شوند j=f(v)(شکل 2).

شکل 2. ویژگی های شتاب خودرو.

با محاسبه و ساخت صحیح، منحنی شتاب در دنده بالا از آبسیسا در نقطه حداکثر سرعت عبور می کند. دستیابی به حداکثر سرعت با استفاده کامل از ذخیره عامل پویا اتفاق می افتد: D–f=0.

ترسیم زمان شتابt = f(v)

این نمودار با استفاده از نمودار شتاب خودرو ساخته شده است j=f(v)(شکل 2). مقیاس سرعت نمودار شتاب به بخش های مساوی تقسیم می شود، به عنوان مثال، هر 1 ام‌اس، و از ابتدای هر بخش، عمود بر تقاطع با منحنی های شتاب رسم می شود (شکل 3).

مساحت هر یک از ذوزنقه های ابتدایی به دست آمده در مقیاس پذیرفته شده برابر است با زمان شتاب برای یک بخش معین از سرعت، اگر فرض کنیم که در هر بخش از سرعت شتاب با یک شتاب ثابت (متوسط) اتفاق می افتد:

j چهارشنبه = (j 1 +j 2 )/2 ,

جایی که j 1 ، ج 2 - شتاب ها به ترتیب در ابتدا و انتهای بخش سرعت در نظر گرفته شده، ام‌اس 2 .

این محاسبه زمان تعویض دنده و سایر عواملی که منجر به تخمین بیش از حد زمان شتاب می شود را در نظر نمی گیرد. بنابراین، به جای شتاب متوسط، شتاب را بگیرید j مندر ابتدای یک بخش خودسرانه گرفته شده (تعیین شده توسط یک مقیاس).

با توجه به فرضی که انجام شده است زمان شتابدر هر بخش از افزایش سرعت Δvکه تعریف میشود:

تیمن = Δv/j من ,با.

برنج. 3. ترسیم زمان شتاب

بر اساس داده های به دست آمده، نموداری از زمان شتاب ساخته می شود. t = f(v). تمام وقتشتاب از v 0 تا ارزش ها v تیبه عنوان مجموع زمان شتاب (با مجموع تجمعی) برای همه بخش ها تعریف می شود:

تی 1 =Δv/j 1 , تی 2 =تی 1 +(Δv/j 2 ) ,تی 3 = t 2 +(Δv/j 3 ) و به همین ترتیب تا زمانی که تی تیزمان شتاب نهایی:

.

هنگام رسم نمودار زمان شتاب، استفاده از جدول و گرفتن راحت است Δv= 1ام‌اس.

	توطئه های سرعت v من ، ام‌اس
تعداد قطعات
j من ، ام‌اس 2
تی من ، با
زمان افزایش سرعت

به یاد بیاورید که نمودار شتاب ساخته شده (تئوری) (شکل 4) با نمودار واقعی تفاوت دارد زیرا زمان واقعی برای تعویض دنده در نظر گرفته نشده است. در شکل 4، زمان (1.0 با) به تغییر دنده به صورت مشروط نمایش داده می شود تا لحظه تعویض را نشان دهد.

هنگام استفاده از گیربکس مکانیکی (سرعت) در خودرو، نمودار زمان شتاب واقعی با کاهش سرعت در لحظه های تعویض دنده مشخص می شود. همچنین زمان شتاب را افزایش می دهد. خودرویی که دارای گیربکس با سنکرونایزر است، شتاب بیشتری دارد. بیشترین شدت در خودرویی با گیربکس اتوماتیک متغیر پیوسته.

شتاب خودروهای سواری داخلی کلاس کوچک از حالت سکون تا سرعت 100 کیلومتر در ساعت(28ام‌اس) حدود 13…20 است با. برای متوسط ​​و کلاس بزرگاز 8…10 تجاوز نمی کند با.

برنج. 4. ویژگی های شتاب خودرو در طول زمان.

زمان شتاب برای کامیون ها تا سرعت 60 کیلومتر در ساعت(17ام‌اس) 35…45 است باو بالاتر که نشان از پویایی ناکافی آنها دارد.

کیلومتر در ساعت 500…800 است متر.

داده های مقایسه ای در مورد زمان شتاب خودروهای تولید داخلی و خارجی در جدول آورده شده است. 3.4.

جدول 3.4.

شتاب خودروهای سواری تا سرعت 100 کیلومتر در ساعت (28 متر بر ثانیه)

خودرو	زمان، با	خودرو	زمان، با
VAZ-2106 1.6 (74)		Alfa Romeo-156 2.0 (155)
VAZ-2121 1.6 (74)		آئودی A6 Tdi 2,5 (150)
Moskvich 2.0 (113)		BMW-320i 2.0 (150)
		کادیلاک سویلی 4.6 (395)
GAZelle-3302 D 2.1 (95)		مرسدس اس 220 سی دی (125)
ZAZ-1102 1.1 (51)		Peugeot-406 3.0 (191)
VAZ-2110 1.5 (94)		Porsche-911 3.4 (300)
فورد فوکوس 2.0 (130)		VW Polo Sdi 1.7 (60)
Fiat Marea 2.0 (147)		هوندا سیویک 1.6 (160)

توجه داشته باشید: حجم کار در کنار نوع وسیله نقلیه نشان داده شده است ( ل) و قدرت (در براکت) موتور ( اسب بخار).

ساختن نمودار مسیر شتاب خودرواس = f(v)

به طور مشابه، ادغام گرافیکی وابستگی ساخته شده قبلی انجام می شود تی = f(V) برای بدست آوردن وابستگی مسیر شتاب اسروی سرعت خودرو که در این موردمنحنی نمودار زمان شتاب خودرو (شکل 5) به بازه های زمانی تقسیم می شود که برای هر کدام مقادیر مربوطه پیدا می شود. V ج آر ک .

شکل 5. نموداری که استفاده از نمودار زمان شتاب خودرو را توضیح می دهد تی = f ( V ) برای ساختن نموداری از مسیر شتاباس = f( V ) .

مساحت یک مستطیل ابتدایی، به عنوان مثال، در فاصله Δ تی 5 مسیری وجود دارد که ماشین از علامت عبور می کند تی 4 تا علامت تی 5 ، با سرعت ثابت حرکت می کند V ج آر 5 .

مساحت یک مستطیل ابتدایی به صورت زیر تعیین می شود:

Δ اس ک = V ج آر ک (تی ک - تی ک -1 ) = V ج آر ک · Δ تی ک .

جایی که ک= من... متر- شماره توالی فاصله، متربه طور دلخواه انتخاب می شود، اما برای محاسبه زمانی مناسب در نظر گرفته می شود متر = n.

برای مثال (شکل 5)، اگر V cf5 =12,5 ام‌اس; تی 4 =10 با; تی 5 =14 با، آن Δ اس 5 = 12,5(14 - 10) = 5 متر.

مسیر شتاب از سرعت V 0 تا سرعت V 1 : اس 1 = Δ اس 1 ;

تا سرعت V 2 : اس 2 = Δ اس 1 + Δ اس 2 ;

تا سرعت V n : اس n = Δ اس 1 + Δ اس 2 + ... + Δ اس n =
.

نتایج محاسبات در جدولی وارد شده و در قالب یک نمودار ارائه می شود (شکل 6).

مسیر شتاب خودروهای تا سرعت 100 کیلومتر در ساعت 300…600 است متر. برای کامیون ها مسیر شتاب تا سرعت 50 کیلومتر در ساعتبرابر با 150…300 متر.

شکل 6. هنرهای گرافیکمسیرهای شتابماشین.

• در حال مطالعه حرکات مختلفما می توانیم یک نوع حرکت نسبتا ساده و رایج را تشخیص دهیم - حرکت با شتاب ثابت. اجازه دهید تعریف و توصیف دقیقی از این حرکت ارائه دهیم. گالیله اولین کسی بود که حرکت با شتاب ثابت را کشف کرد.

یک مورد ساده از حرکت غیر یکنواخت حرکت با شتاب ثابت است که در آن مدول و جهت شتاب با زمان تغییر نمی کند. می تواند مستقیم و منحنی باشد. یک اتوبوس یا قطار با شتاب تقریباً ثابتی در هنگام حرکت یا هنگام ترمز کردن، لغزش پوک روی یخ و غیره حرکت می‌کند. همه اجسام تحت تأثیر جاذبه زمین با شتاب ثابت در نزدیکی سطح آن سقوط می‌کنند، در صورتی که مقاومت هوا نادیده گرفته شود. این مورد بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت. ما عمدتا حرکت با شتاب ثابت را مطالعه خواهیم کرد.

هنگام حرکت با شتاب ثابت، بردار سرعت برای هر بازه زمانی مساوی به همان شیوه تغییر می کند. اگر بازه زمانی نصف شود، مدول بردار تغییر سرعت نیز نصف می شود. در واقع، برای نیمه اول بازه، سرعت دقیقاً به همان روشی تغییر می کند که برای نیمه دوم. در این حالت جهت بردار تغییر سرعت بدون تغییر باقی می ماند. نسبت تغییر سرعت به بازه زمانی برای هر بازه زمانی یکسان خواهد بود. بنابراین، عبارت شتاب را می توان به صورت زیر نوشت:

بیایید این را با یک تصویر توضیح دهیم. بگذارید مسیر منحنی باشد، شتاب ثابت و به سمت پایین است. سپس بردارهای تغییر سرعت برای بازه های زمانی مساوی، به عنوان مثال، برای هر ثانیه، به سمت پایین هدایت می شوند. اجازه دهید تغییرات سرعت را برای بازه های زمانی متوالی برابر با 1 ثانیه پیدا کنیم. برای این کار از یک نقطه A سرعت های 0، 1، 2، 3 و غیره را که بدن بعد از 1 ثانیه به دست می آورد، کنار می گذاریم و سرعت اولیه را از سرعت نهایی کم می کنیم. از آنجایی که = const، پس همه بردارهای افزایش سرعت برای هر ثانیه روی یک عمود قرار می گیرند و ماژول های یکسانی دارند (شکل 1.48)، یعنی مدول بردار تغییر سرعت A به طور یکنواخت افزایش می یابد.

برنج. 1.48

اگر شتاب ثابت باشد، می توان آن را به عنوان تغییر سرعت در واحد زمان درک کرد. این به شما امکان می دهد واحدهایی را برای ماژول شتاب و پیش بینی های آن تنظیم کنید. بیایید یک عبارت برای ماژول شتاب بنویسیم:

از این رو نتیجه می شود که

بنابراین، شتاب ثابت حرکت بدن (نقطه) به عنوان یک واحد شتاب در نظر گرفته می شود که در آن ماژول سرعت در واحد سرعت در واحد زمان تغییر می کند:

این واحدهای شتاب به صورت یک متر بر ثانیه مجذور و یک سانتی متر بر ثانیه در مجذور خوانده می شوند.

واحد شتاب 1 m/s 2 چنان شتاب ثابتی است که در آن مدول تغییر سرعت برای هر ثانیه 1 m/s است.

اگر شتاب یک نقطه ثابت نباشد و در لحظه ای برابر با 1 m/s 2 شود، این بدان معنا نیست که مدول افزایش سرعت 1 m/s بر ثانیه است. در این مورد، مقدار 1 m / s 2 باید به صورت زیر درک شود: اگر از این لحظه شتاب ثابت شود، در هر ثانیه مدول تغییر سرعت برابر با 1 m / s خواهد بود.

ماشین ژیگولی هنگام شتاب گیری از حالت سکون، شتاب 1.5 متر در ثانیه 2 و قطار - حدود 0.7 متر در ثانیه 2 به دست می آورد. سنگی که به زمین می افتد با شتاب 9.8 متر بر ثانیه 2 حرکت می کند.

از بین انواع مختلف حرکت ناهموار، ما ساده ترین - حرکت با شتاب ثابت را مشخص کرده ایم. با این حال، هیچ حرکتی با شتاب کاملاً ثابت وجود ندارد، همانطور که هیچ حرکتی با سرعت کاملاً ثابت وجود ندارد. همه اینها ساده ترین مدل های حرکات واقعی هستند.

تمرینات را انجام دهید

1. نقطه در امتداد یک مسیر منحنی با شتاب حرکت می کند که مدول آن ثابت و برابر با 2 m/s 2 است. آیا این بدان معناست که در 1 ثانیه مدول سرعت نقطه 2 متر بر ثانیه تغییر می کند؟
2. نقطه با شتاب متغیر حرکت می کند که ماژول آن در نقطه ای از زمان 3 m/s 2 است. چگونه این مقدار شتاب نقطه متحرک را تفسیر کنیم؟

شتاب - مقدار تغییر در سرعت یک جسم در واحد زمان. به عبارت دیگر شتاب میزان تغییر سرعت است.

الف - شتاب، m/s 2
t - فاصله تغییر سرعت، s
V 0 - سرعت اولیه بدن، m / s
V - سرعت نهایی بدنه، m/s

نمونه ای از استفاده از فرمول
شتاب صفر تا 108 کیلومتر بر ساعت (30 متر بر ثانیه) این خودرو در 3 ثانیه است.
شتابی که خودرو با آن شتاب می گیرد:
a \u003d (V-V o) / t \u003d (30m / s - 0) / 3c \u003d 10m / s 2

فرمول دیگری که دقیق تر است می گوید: شتاب برابر است با مشتق سرعت بدن: a=dV/dt

اصطلاح شتاب یکی از مهمترین اصطلاحات در فیزیک است. شتاب در کارهای شتاب گیری، ترمز، پرتاب، شوت، سقوط استفاده می شود. اما، در عین حال، این اصطلاح یکی از دشوارترین درک است، اول از همه، زیرا واحد اندازه گیری m/s 2(متر بر ثانیه در ثانیه) در زندگی روزمره استفاده نمی شود.

دستگاه اندازه گیری شتاب را شتاب سنج می نامند. شتاب‌سنج‌ها به شکل ریزتراشه‌های مینیاتوری در بسیاری از گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شوند و به شما اجازه می‌دهند نیرویی را که کاربر بر روی گوشی وارد می‌کند، تعیین کنید. داده های مربوط به نیروی ضربه بر روی دستگاه، به شما اجازه ایجاد می دهد برنامه های موبایل، که به چرخش صفحه نمایش و لرزش واکنش نشان می دهند.

واکنش دستگاه های تلفن همراهبرای چرخاندن صفحه نمایش، دقیقاً توسط شتاب سنج ارائه می شود - ریزتراشه ای که شتاب دستگاه را اندازه گیری می کند.

یک مدار شتاب سنج نمونه در شکل نشان داده شده است. یک وزنه عظیم، با حرکات ناگهانی، فنرها را تغییر شکل می دهد. اندازه گیری تغییر شکل با استفاده از خازن ها (یا عناصر پیزوالکتریک) به شما امکان می دهد نیروی وارد بر وزن و شتاب را محاسبه کنید.

با دانستن تغییر شکل فنر با استفاده از قانون هوک (F=k∙Δx) می توانید نیروی وارد بر وزن را پیدا کنید و با دانستن جرم وزن با استفاده از قانون دوم نیوتن (F=m∙a) می توانید شتاب وزن را پیدا کنید

بر روی برد مدار آیفون 6، شتاب سنج در یک ریزتراشه با ابعاد فقط 3 میلی متر در 3 میلی متر قرار می گیرد.