Вперед… назад?!

29 Октябрь 2012

Во время перекура наш герой задал приятелю вопрос: «Интересно, вот еду я, допустим, на «Калине» вперед. Скажи, вся она едет вперед или есть точки, которые движутся назад?».

Сразу начнем с замечания. «Калина» едет вперед относительно дороги, — значит, и вопрос касается этой же системы отсчета. Вот как сформулировал условие победитель конкурса: «Движение точки, принадлежащей какой-то детали, в направлении, противоположном движению самого автомобиля, причем со скоростью, которая относительно земли больше, чем скорость автомобиля».

Разумеется, многие восприняли эту задачу как шуточную — и куражились как могли: «Если машина едет вперед, то всё, что находится за бортом, — назад!». Спрашивается: являются ли предметы за бортом частями машины? Особенно забавна группа ответов, в которых фигурируют зеркала: «То, что видно в зеркалах машины, движется назад». За остроумие — пять! Но нас интересуют перемещения реальных объектов, а не их отражений. Следующая популярная тема — «дым из выхлопной трубы». Конечно, относительно трубы газы летят назад. Но сама она движется вперед! Иногда довольно быстро. Чтобы узнать скорость газов в трубе, нужно их секундный расход (в м3/с) разделить на сечение канала. Сделайте это — и вы убедитесь, что при высокой скорости машины выброшенные газы даже увлекаются за нею. Некоторые пытались указать, в каком направлении бежит топливо в трубопроводах, воздух в шлангах, электроны в проводах, а то и свет задних фонарей.

Знатоки, когда-то державшие в руках «Занимательную физику» Перельмана, вспомнили одну из его задач — о железнодорожном колесе (1). Жесткое колесо при качении по твердому покрытию совершает одновременно два движения: поступательное со скоростью V (вместе с машиной) и вращательное вокруг собственной оси — с той же скоростью. На линии контакта с дорогой — мгновенный центр скоростей колеса, где его перемещение и скорость относительно дороги в этот миг равны нулю. Но у вагонного колеса есть направляющая реборда ниже рабочей поверхности рельса. Вот ее внешние точки кратковременно перемещаются назад, когда вагон катится вперед.

Но мы-то едем на автомобиле, а у него колесо не жесткое, так что здесь картина немного иная. Каркас и протектор шины в зоне контакта деформируются, а по выходе из контакта восстанавливаются. Ведущие элементы протектора при этом несколько проскальзывают — реальная скорость машины хоть «чуть-чуть», но меньше окружной скорости колеса. Вот только эти факторы незначительны.

Победитель принял условие: переднеприводный автомобиль с расположенным поперек мотором движется со скоростью 60 км/ч (то есть 16,67 м/с), а тахометр показывает 2000 об/мин (33,33 об/с) (2). Тогда точка маховика, расположенная, например, на радиусе 0,15 м от центра, движется вокруг оси коленвала с окружной скоростью 31,4 м/с. Значит, проходя нижнее положение, она в какой-то миг движется относительно дороги назад со скоростью 31,4 — 16,67 = 14,73 (м/с).

Вряд ли есть смысл перечислять и другие точки машины, подходящие для верного ответа, их скорости и так далее. Они есть, и это факт! J Р

 

 

Ваш Комментарий

 

 

Публикации по теме

vodorodnyi_avtomobil4

ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

31 Январь 2017

Автомобили, работающие на водороде, уже расчистили себе площадку на рынке, и вскоре почти каждый сможет купить такую машину. К сожалению, покупка такого автомобиля в данный момент слишком дорогостояща, и не многие смогут позволить себе такую роскошь. Многие любители автомобилей столкнутся с проблемой привязанности к старой машине, и в данный момент они ни за что не…

kia-cerato-koup

Kia Cerato Koup (Киа Церато Купе). Обзор

20 Октябрь 2016

КІА Cerato Koup (Киа Церато Купе) — самое распространенное купе страны. Кардинально новую внешность Cerato Koup получил благодаря знаменитому разработчику Питеру Шрайеру в конструкторском бюро «Kia» в Калифорнии. Одним из главных преимуществ Koup можно считать дизайн экстерьера. Корейские разработчики потрудились на славу, по внешнему образу автомобиль можно причислить к ряду спортивных. Весьма удачен этот дизайн:…

Abarth 695 Biposto

Интересная информация: Abarth 695 Biposto и не только…

19 Май 2016

Форсированная и облегченная – это самая горячая «пятисотка». Градус драйва почти запределен, в том числе благодаря секвентальной коробке. Дайте слово голосу разума, понимающему язык цифр, и тогда легче настроитесь на волну Abarth 695 Biposto: 190 л.с., 997 кг. У  «одорожненной» версии гоночного автомобиля расширенные для 18-дюймовых колес oz арки, регулируемые амортизаторы, турбина garrett большего диаметра…

Bentley EXP10

Bentley EXP10 Speed 6: самый красивый в мире автомобиль

13 Март 2016

Италия — страна стиля и эстетики. Чего только стоят автомобили таких марок, как Alfa Romeo i Lancia, не говоря уже о таких метрах, как Ferrari и Lamborghini. Что уж тогда говорить о множестве ателье, которые рисуют уникальные кузова для концептуальных и не только автомобилей! И неудивительно, что Concorso d’Eleganza Villa d’Este прошел именно на территории…