Алтернативни енергоизточници > Теории, хипотези, физични опити
Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?
juliang:
--- Цитат на: kd_dinev в Ноември 02, 2024, 08:27:15 pm ---Силата е постоянна във времето, скоростта се изменя линейно във времето, но кинетичната енегия на автомобила нараства в квадратична зависимост от времето.
--- Край на цитат ---
Кинетичната енергия не е линейно зависима от скоростта. Явно с ускорението ти е трудно да го усетиш, затова пробвай със спирането. Настилката е една и съща, сцеплението на гумите е едно и също, обаче спирачния път расте на квадрат от скоростта:
20 км/ч отгоре (40%) води до двойно по-голям спирачен път (12 срещу 25 метра). Реално е 1.2 х 1.2 = 1.44, т.е. малко по-малко от 50% увеличение, но мисля схващаш тенденцията...
Сега ти ми казваш че двигателя де дава една и съща сила ускорява колата равномерно, но спирачките де дават също една и съща сила във времето спират по някаква друга формула...
kd_dinev:
Ако автомобила, който даваш за пример е със СВТ трансмисия, то при ускорението в хоизонтална равнина оборотите на двигателя няма да се променят, ще си останат в най оптималния работен режим, като същевременно и педала на газта ще си остане в едно и също положение т.е. не е необходимо да трансформираме по голямо количество енегия във времето доколкото при тези скорости съпротивителните сили са пренебрежимо малки.
Тук формулата за изменение на кинетичната енергия е следната
делта Ek=F^2.t^2/2.m
Виждаш, че кинетичната енергия расте с квадрата на времето на приложение на силата.
Ако от 0 до 10 км/ч на двигателя прилагайки постояна сила му е неоходима 1секунда време за работа, то за да достигне 50 км/час ще са му необходими 5 секунди. За да ускори до 70 км/час ще са му необходими 7 секунди.
Сега предполагам сам можеш да си отговориш защо спирачния път расте квадратично...
Bat_Vanko:
--- Цитат на: kd_dinev в Ноември 03, 2024, 03:35:22 pm ---Тук формулата за изменение на кинетичната енергия е следната
делта Ek=F^2.t^2/2.m
Виждаш, че кинетичната енергия расте с квадрата на времето на приложение на силата.
Ако от 0 до 10 км/ч на двигателя прилагайки постояна сила му е неоходима 1секунда време за работа, то за да достигне 50 км/час ще са му необходими 5 секунди. За да ускори до 70 км/час ще са му необходими 7 секунди.
--- Край на цитат ---
dinev, пак нещо си объркал! Двигателя ти дава мощност, а силата (въртящият момент) я получаваш след редукцията на трансмисията. т.е "делта Ек (на двигателя)" = const при постоянни обороти, а силата (въртящият момент на колелата) зависи от предавателното отношение на скоростната кутия (което силно се надявам че сам разбираш, е различно във всеки един момент).
Или както вече ти казах някъде по нагоре:
--- Цитат на: Bat_Vanko в Ноември 03, 2024, 12:02:11 am ---Всичко което не е константа се изменя по някакъв закон във времето.
--- Край на цитат ---
juliang:
--- Цитат на: kd_dinev в Ноември 03, 2024, 03:35:22 pm --- Ако от 0 до 10 км/ч на двигателя прилагайки постояна сила му е неоходима 1секунда време за работа, то за да достигне 50 км/час ще са му необходими 5 секунди. За да ускори до 70 км/час ще са му необходими 7 секунди.
--- Край на цитат ---
Не е вярно. За пример ти давам данни за автомбил Тесла: https://fastestlaps.com/models/tesla-model-3-performance
Ускорение:
--- Цитат ---0 - 50 kph 1.6 s
0 - 100 kph 3.4 s
0 - 150 kph 7.2 s
0 - 200 kph 13.6 s
--- Край на цитат ---
Същото е и със спирането:
--- Цитат --- 50 kph - 0 9 m (29 ft)
100 kph - 0 33 m (110 ft)
150 kph - 0 75 m (247 ft)
200 kph - 0 139 m (456 ft)
--- Край на цитат ---
kd_dinev:
И кое не е вярно? Ускоренията, които показваш доказват единствено, че челното съпротивление на въздуха нараства в квадратична зависимост от скоростта.
До около 70 км/час е сравнително малко и може да бъде пренебрегнато, но след 100км/час нараства чувствително и ясно се вижда как това се отразява на ускорението.
--- Цитат на: Bat_Vanko в Ноември 03, 2024, 05:22:19 pm ---dinev, пак нещо си объркал! Двигателя ти дава мощност, а силата (въртящият момент) я получаваш след редукцията на трансмисията. т.е "делта Ек (на двигателя)" = const при постоянни обороти, а силата (въртящият момент на колелата) зависи от предавателното отношение на скоростната кутия (което силно се надявам че сам разбираш, е различно във всеки един момент).
Или както вече ти казах някъде по нагоре:
--- Край на цитат ---
Използването на CVT трансмисия може да оправдае формулата:
∆Ek=F^2.t^2/2.m
и съответно обяснява квадратичната зависимост на кинетичната енергия спрямо времето при равноускорително движение с постоянна сила. Нека разгледаме как CVT трансмисията помага да се премахне зависимостта от преместването и защо се акцентира върху времето.
1. Постоянна сила и CVT трансмисия:
При CVT, оборотите на двигателя остават постоянни, дори когато скоростта на движението на тялото се увеличава. Това е ключово, защото при равноускорително движение, за да се запази двигателят на постоянна мощност, трябва да има адаптация на предавателното отношение така, че да поддържа постоянна сила, въпреки че скоростта се увеличава.
2. Зависимост на енергията от времето:
Формулата:
∆Ek=F^2.t^2/2.m
показва квадратичната зависимост на кинетичната енергия от времето. Това означава, че ако прилагаме постоянна сила върху тяло с маса m за време t , кинетичната енергия се увеличава квадратично по отношение на времето.
Това се дължи на следното:
Скоростта на тялото се увеличава линейно с времето при постоянна сила (в случая на равноускорително движение).
Кинетичната енергия , която зависи от квадрата на скоростта. Тъй като скоростта нараства линейно с времето, кинетичната енергия нараства квадратично с времето.
3. Елиминиране на преместването:
При класическото изчисление на работа и енергия, се използва формулата W=F.d , където d преместването участва. Обаче, в случая с CVîT трансмисията, акцентът е върху постоянната сила и времето на действие, а не толкова върху преместването. CVT компенсира промените в скоростта чрез променливото предавателно отношение, което позволява постоянна сила, независимо от променящата се скорост.
Това елиминира зависимостта от преместването и поставя акцент върху времето на действие на силата, което води до квадратична зависимост от времето.
4. Как CVT обосновава формулата:
∆Ek=F^2.t^2/2.m
При CVT, двигателят може да поддържа постоянна мощност, докато силата остава постоянна и скоростта нараства.
Кинетичната енергия нараства квадратично с времето, защото скоростта на тялото нараства линейно при прилагане на постоянна сила.
Формулата отразява точно това — кинетичната енергия се определя само от силата, времето на действие и масата на тялото.
5. Заключение:
CVT трансмисията създава условия, при които зависимостта от преместването е второстепенна, а времето и постоянната сила играят основна роля. В този смисъл, CVT трансмисията може да бъде инструмент, който „оправдава“ формулата, като се фокусира върху времето на действие на постоянната сила и не зависи пряко от преместването, както в класическите формули за механична работа.
Така че, да — използването на CVT трансмисия наистина може да обоснове формулата ∆Ek=F^2.t^2/2.m , тъй като при нея акцентът е върху времето на действие на постоянната сила, а не върху преместването.
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия