Hvad er størrelsen af ​​kraftbilens excerts på traileren, hvis den bugsering en accelererende niveau vej?

forståelse af kræfterne

* kraft af bilen på traileren (F): Dette er den kraft, vi ønsker at beregne. Det er den kraft, bilen gælder for traileren, hvilket får den til at accelerere.

* Massen af ​​traileren (M): Trailerens masse er en afgørende faktor, fordi jo tungere traileren er, jo mere kraft er det nødvendigt for at fremskynde den.

* Acceleration af traileren (a): Den hastighed, hvormed traileren fremskynder (eller bremser), påvirker direkte den krævede kraft.

* Friktion (f): Friktion mellem trailerens dæk og vejen er imod bevægelsen og reducerer accelerationen.

Newtons anden lov

Vi kan bruge Newtons anden bevægelseslov til at beregne styrken:

* f =ma

Hvor:

* F er den kraft, der anvendes til traileren

* m er massen af ​​traileren

* A er accelerationen af ​​traileren

I betragtning af friktion

For at få nettokraften, der virker på traileren, er vi nødt til at redegøre for friktion:

* Nettekraft (F_NET) =f - f

Hvor:

* F_NET er nettokraften på traileren

* F er kraften fra bilen

* f er friktionskraften

Beregning af kraften

1. Bestem accelerationen (a): Dette er den hastighed, hvorpå bil-trailerkombinationen øger sin hastighed. Du skal måle dette eller få det.

2. Mål massen af ​​traileren (M): Dette kan findes på trailerens identifikationsplade eller gennem et køretøjsvejstjeneste.

3. Friktion afhænger af trailerens vægt, betingelsen på vejoverfladen og dækkene. Et simpelt skøn er at antage en friktionskoefficient på ca. 0,01. Beregn friktion ved hjælp af:

* f =μ * m * g

* μ er friktionskoefficienten (ca. 0,01)

* m er massen af ​​traileren

* g er accelerationen på grund af tyngdekraften (9,8 m/s²)

4. Anvend Newtons anden lov:

* f_net =ma

* f =Ma + F (at inkludere friktion)

eksempel

Lad os sige:

* Traileren har en masse på 1000 kg.

* Kombinationen af ​​bil-trailer accelererer ved 1,5 m/s².

* Friktionskraften er 98 Newtons (estimeret ud fra friktionskoefficienten).

Så:

* f =(1000 kg) * (1,5 m/s²) + 98 N =1598 N

Vigtige noter:

* Den beregnede kraft er * NET * -kraften, som bilen gælder for traileren for at overvinde friktion og fremskynde den.

* Den faktiske kraft, som bilens motor producerer, vil være højere end dette, da nogle af motorens effekt går tabt til intern friktion og andre faktorer i bilens drivet.

* Denne beregning antager en plan vej. Hvis vejen er tilbøjelig, skal du overveje den yderligere kraft, der er nødvendig for at imødegå tyngdekraften.