Влияние на масата върху разхода

[Hursa]

За самолета - аеродинамичното съпротивление зависи от теглото му, ако пилота желае да запази височината
При автомобила - тази зависимост се "прехвърля" на триенето на колелата с настилката и в лагерите на главините.

[slowtraveler]

При плъзгане - да зависи от силата на натиск... При търкаляне - не... Зависи от деформируемостта на кръглото тяло (от там - разлика в 'рамото' при което се прилага даденото съпротивление), и при идеално твърдо тяло - е нула... Затова и споменах за петното на гумата - при по-голямо петно рамото, върху което действа 'съпротивлението' е по-голямо, и съпротивлението може да е по-голямо дори и масата да е по-малка...
Виж формулите и ще се убедиш..
P.S. при самолета нещата пак не са толкова прости и прякозависещи - аеродинамичното съпротивление зависи предимно от ъгъла на атака (различното положение на самолета спрямо въздушният поток при еднаква скорост, но различна маса).

[gimara]

При търкаляне - не...

И къде действа силата-теглото при търкаляне?

Съответното съпротивление, дължащо се на търкалянето, с добро приближение може да се смята независимо от скоростта (както ще се изясни по-долу). То е
пропорционално на теглото mg на колата и можем да го изразим с формулата Fr = Crmg, където Cr е подходящ коефициент.
L. J. F. Hermans, Leiden University, The Netherlands, Europhysics News, 35, 4, 2004, p. 130.

Нарочно пуснах два линка по темата, ама явно не е достатъчно. Знам, че ел. инженерите учеха един семестър обща физика и не могат да знаят колкото физиците. А пък във форума май има такива.

[slowtraveler]

И къде действа силата-теглото при търкаляне?

Както при всеки друг случай при равномерно и хоризонтално движение - строго надолу от центъра на масата към точката на допир.. И колкото по-'надута' гумата (с по-малко петно, и по-близко до 'идеално кръглото тяло', и по-твърда основата/пътя (която за леките автомобили реално е 'идеално твърдо тяло' без деформация), толкова по-малко става рамото, върху което действа 'деформацията' на гумата, и в следствие на която е и съпротивлението при търкаляне...
Проста илюстрация на различните сценарии...
http://else.uctm.edu/users/Iliev/lekcij/N5/N5_1.htm

[Hursa]

Ами вижте формулата за Tf, триенето при търкаляне в линка - отново, пропорционално на теглото. И са дали извеждането. Няма идеално твърди тела. Както няма и идеални течности - затова, няма идеална смазка. (Няма и ос с нулев диаметър.)

[gimara]

пропорционално на теглото

А пък теглото пропорционално на масата....

[vfr800]

Ако теглото нямаше значение, всички автомобили щяха да са с три цилиндрови двигатели :P Реално за всеки автомобил има една критична мощност, под която реално разхода не пада, а е приблизително константен. Емпирично съм установил, че за ~1200кг автомобил е нужен двигател с кубатура ~1300cc . 1000 кубиков трицилиндров на същия автомобил дава подобен разход , но усещането е значително по-неприятно . Примерно 1.6 при същото тегло вече позволява някои изпреварвания, 1.8 се кара чудесно , а 2.0 вече прави автомобила доста пъргав. Разбира се разхода расте експоненциално . Говорим за бензинови двигатели с атмосферно пълнене .

[venciru]

Ще помоля всички, които казват, че масата/ теглото нямат значение да се опитат да бутат ръчна количка с метелни, недеформируеми колела с приблизително еднаква скорост. Първо празна, после с 200 кила товар. И да кажат кое е по лесно.
Всички сме бутали кола, неискаща да запали. Как е по лесно - само с шофЕр или да си оставим четиримата пътници?
На мен, като електро инженер от миналият век, ще ми е интересно вашето мнение!

[slowtraveler]

Няма и ос с нулев диаметър.)

Диаметърът няма значение... Единственото, предизвикващо съпротивление при търкаляне е деформацията... Май не си направихте труда да видите простата илюстрация от линка...
Реално разликата между края на петното и центъра му е рамото, което действа 'спиращо' при търкаляне... Колкото по-голямо е то (по-мека гума за масата, с която е натоварен автомобила), толкова по-голямо е съпротивлението при търкаляне. И да - при такава деформация масата оказва значение, но както писах преди страница-две - това е малък фактор, докато основното е каква деформация е получена. Защото при нулева деформация и съпротивлението ще е нула, независимо от масата...
И според мен продължавате да давате странни примери - разбира се, че масата има огромно значение за динамиката и за натрупването на потенциална и кинетична енергия... Нали затова при по-тежките автомобили и спирачките са доста по-усилени... Не защото съпротивлението при търкаляне е по-голямо заради масата...

[Hursa]

► Виж съдържание

Масата определя гравитационното взаимодействие на телата. В случая - гравитационното взаимодействие между масата на Земята и масата на автомобила. И това задава теглото на автомобила на Земята. В зависимост от условията - малко варира, но в много тесни граници. Например - теглото на тяло с определена маса е по-малко на екватора, от колкото на "полюса" - тъй като му действа центробежната сила вследствие въртенето на земята. Теглото на тяло с по-малка плътност е по-малко от теглото на по-плътно тяло (колко тежи килограм вълна и килограм олово ) - ако масата на двете тела е еднаква - когато ги измерваме в атмосферата, тялото с по-малка плътност измества повече въздух. Теглото на тяло с определена маса - ще е по-малко на по-малко небесно тяло (например Луната), ако се "претегли" там (явно трябва да подберем везните с които да го "претеглим" ). (Исторически сме задали теглото първо и човечеството го е задало на Земята - за масата сме използвали същата мярка - грам в случая.)
За триенето при търкаляне. (В случая имах в предвид - диаметъра на оста на колелото, защото триенето е не само между протектора и настилката, но и в оста (лагера), като и в двата случая зависи от теглото (на автомобила) - ако оста е с нулев диаметър триенето в нея ще е "безкрайно малко" дори без лагер .) Имаме гума - напомпана до определено налягане - определяме коефициента на триене при тази степен напомпване. Товарим/разтоварваме - имаме пропорционално изменение на силата при този коефициент на триене (съотношението не е абсолютно "правопропорционално" защото коефициента (това което сме приели за коефициент) се изменя в определени, сравнително тесни граници, например когато натоварим автомобила, налягането в гумите се повишава малко). Деформацията зависи от натоварването в случая и се съдържа в коефициента (на триене при търкаляне), една от определящите го величини. Напомпваме повече гумите - определяме коефициента на триене за по-напомпаните гуми. Зависимостта от теглото се запазва, но с новия коефициент. Определяме коефициентите при различни настилки (например пясък) - зависимостта се запазва с точност определения коефициент. Явно - коефициентите са различни за различни гуми, износване на гумите, настилки, състояние на настилките, напомпване и вероятно могат да се дадат още десетки влияещи фактори. Като трябва да имаме в предвид, че не е и желателно да намаляваме коефициента, съответно триенето - под определена граница за автомобилните колела. Все пак от това триене зависи теглителната сила, спирачния път, стабилността в завоите, вероятно и други ("величини", които не желаем да бъдат намалявани - дори, ако цената е по-голям разход).

[slowtraveler]

Гравитацията и т.н. - там не смятам да задълбаваме Това, което пишеш повтаря моето мнение по-горе

при които масата не е фактор (поне не пряк - навярно при повишено налягане на гумите дори и повишената маса няма да им промени съществено съпротивлението).

Затова и при натоварен автомобил обикновено имаме указани от производителя други налягания в гумите, а и добрата шофьорска практика подсказва особено при по-високи скорости да се повиши налягането още повече...
При стандартно натоварване, равномерно шофиране разходът ми на 2.8 тонен автомобил (натоварен да кажем до половината) на дълъг път със скорост 100-105км/ч (над 800км) е спадал под 7л/100км... С правилно напомпани гуми, по стандартен (не перфектен) асфалт... Което за автомобил с доста голямо челно съпротивление смятам, че е било основно заради въздушното съпротивление и липса на промяна в кинетична/потенциална енергия (т.е. там, където влияе основно масата)... При нормално шофиране особено при търгване и спиране, където влия масата, разбира се нормалният разход съвсем не може да се сравнява с лек автомобил..
За триенето при осите - там нещата са пренебрежимо незначителни - и двете части на лагера приличат на 'идеално твърди тела'... А да смесваме съпротивлението при приплъзване със съпротивлението при търкаляне не виждам смисъл - характера на двете съпротивления е много различен, както и формулите, по които се изчисляват... А и приплъзването не е никакъв фактор при праволинейно равномерно движение

[Hursa]

на гумите при търкаляне и т.н., при които масата не е фактор (поне не пряк - навярно при повишено налягане на гумите дори и повишената маса няма да им промени съществено съпротивлението).

Как да не е фактор - вижте формулата, в линка който сте дали. Ако се увеличи два пъти, силата на триене при търкаляне - ще се увеличи два пъти - при избраните условия - определящи коефициента на триене при търкаляне.

Защото при нулева деформация и съпротивлението ще е нула, независимо от масата...

За да имаме "нулева" деформация - при различните натоварвания - трябва да имаме идеално твърди колела (в случая и настилка), такива не съществуват. Дори стоманените колела търкалящи се по стоманени релси изпитват триене при търкаляне, далеч не пренебрежимо и също зависи от натоварването на вагонната тележка.

За триенето при осите - там нещата са пренебрежимо незначителни - и двете части на лагера приличат на 'идеално твърди тела'...

Но не са идеално твърди, триенето и зависи пропорционално от натоварването в "оста".
Като цяло съпротивлението от триене при търкаляне на колелата, съответно загубите, които то определя - при сравнение с другите загуби при задвижването на автомобила и в самия двигател - не са много големи(особено по сравнение с аеродинамичното съпротивление при висока скорост), но съвсем не са пренебрежими. И зависят от натоварването на автомобила, от теглото му. И са в основата са на определяне разхода при поддържане на постоянна скорост, макар приноса им при поддържана висока скорост да е относително много малък. Трябва да се има предвид - че кпд на ДВГ, както и на електромоторите - при много ниски натоварвания е много нисък. Затова при поддържане на много ниска скорост, когато процентния принос на триенето при търкаляне за определяне на разхода е по-висок - разхода е относително висок и при ненатоварен автомобил. (Затова, под определена скорост - разхода се увеличава, дори и при ел автомобилите.) При увеличено тегло на автомобила (натоварен) необходима е по-висока мощност и разход на енергия за поддържане на същата ниска скорост, но се вдига значително и кпд. Поради това разхода се увеличава съвсем не пропорционално на увеличеното тегло на автомобила, а много по-малко.

[max-2]

Силите на триене от гумите при повишено тегло са многократно по-малък принос за висок разход, в сравнение с времето, при което автомобилът ускорява и доускорява с повишено тегло. Затова може да се каже, че са пренебрежимо по-малки. За лагерите не искам да говоря, там е все едно. Гумите се препоръчва да се донапомпят при по-високо натоварване на повечето превозни средства.

[Hursa]

Зависи. При ускорението - автомобила придобива кинетичната енергия. Съответно с по-голямо тегло по-голяма енергия е придобил - и може да измине по-голямо разстояние по инерция. Т. е. можем да си върнем голяма част от изразходеното при ускорението. (Има дори подобен метод на шофиране за икономия на гориво - разчитащ на по-високото кпд на двигателя при натоварвания близки до средните (когато автомобила ускорява не прекалено интензивно).) Разбира се - зависи и колко ускорения има за пътуването. Примерно ускорили сме и после докато стигнем пътуваме 20 30 км с (почти) постоянна скорост. Разбира се това би било голямо изключение. Но все пак - периодите на поддържане на относително постоянна скорост може да са относително големи. Така, че е много относително.
Но като цяло - ползата от хибридите е и в това - че рядко пътуваме с постоянна скорост. Често се налага и по-интензивни спирания при които хибрида успява да регенерира. И при ускоренията/доускоренията - реализира съхранената в батерията енергия.

[slowtraveler]

Как да не е фактор - вижте формулата, в линка който сте дали

Какво виждаме там - според писанията - усилието/съпротивлението при търкаляне е около 10(десет)кг/тон тегло на автомобила...
Разлика в самата гума може да ти даде разлика 2 (два) пъти...
Та какво имаме - натоварваш автомобила с около 20% от масата му, с което променяш например съпротивлението при търкаляне с 10-15% (защото логично би напомпал и гумите)...
Т.е. вместо 10кг ще станат 11кг?! Нали си представяте, че разлика 10-20N усилие е незначително на фона на другите / съществените съпротивления и загуби?
Пък ако си помислим, че вместо 10-15% разлика в това съпротивление можем да имаме 200% само заради смяна на гуми с друг модел, предполагам се убеждавате, че разликата в масата наистина влияе незначително на крайният резултат...