Тест: что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле

Mожет ли крутящий момент существовать при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность? Как распределена мощность между ведущими колесами, когда заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге? На эти и другие каверзные вопросы по физике процесса предлагают ответить Михаил Колодочкин и Эдуард Коноп. Проверим себя?

Gonschiki MRW_zr 11_15

Gonschiki MRW_zr 11_15

Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени. Можно сказать, что мощность — это скорость выполнения работы. Например, трактор за секунду накосит больше сена, чем газонокосилка. Основная единица измерения мощности — ватт (Вт). Численно она характеризует собой работу в один джоуль (Дж), совершенную за одну секунду. Распространенная внесистемная единица — лошадиная сила, равная 0,736 кВт. Для примера: мощность двигателя 170 кВт соответствует 231,2 л.с.

А что такое крутящий момент? Со школы помним про силу, помноженную на плечо, — измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Смысл очень простой: если момент, приложенный к колесу радиусом 0,5 м, составляет, скажем, 2000 Н·м, то толкать наш автомобиль будет сила в 4000 Н (с округлением — 400 кгс). Чем больше момент, тем энергичнее мотор тащит машину.

Связь между этими двумя основными параметрами неразрывная: мощность — это крутящий момент, умноженный на угловую скорость (грубо говоря, обороты) вала. А может ли существовать крутящий момент при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность?

Tires_1600

Tires_1600

Оцените уровень своих знаний — ответьте на вопросы. Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Исходные условия: разного рода потери, например на трение, не учитываем, а нагрузки на колёса и условия сцепления шин с покрытием считаем одинаковыми, если не оговорено иное.

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

А — паспортную;

Б — в зависимости от оборотов;

В — нулевую;

Г — в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

А — поровну;

Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В.  При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

колесо

колесо

3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.

Страницы

← предыдущаяследующая →

12

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии (104)

Самые новые

Какой феерический бред)))

Ответить#
0

Вопрос №2, во-первых, сформулирован не корректно, как-то по-детски, по-ЕГЭшному что ли. Зачем было вводить варианты ответов А и В, если любому школяру ясно, что «при блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью»? Какие могут быть пропорции при одинаковой скорости?
А во-вторых (и это главное), якобы правильный ответ дан не полно и не корректно, а потому не правильно.
Рассмотрим простой пример. Допустим, сила сцепления левого заднего ведущего колеса равна 1000 Н, а правого — 2000 Н. Но сила тяги, подводимая к ведущим колёсам, равна всего 1800 Н. Тогда, следуя логике ответа В, сила тяги (мощность) должна распределиться между колёсами пропорционально 1000/2000 или 1/2, т.е. 600 Н на левое и 1200 Н на правое колесо. Но это — не верно. На самом деле сила тяги распределится поровну: по 900 Н на каждое колесо.
Распределение мощности (силы тяги) будет зависеть от сил сцепления вежущих колёс только тогда, когда половинная сила тяги превысит минимальную силу сцепления одного из колёс, т.е. при выполнении условия: 0,5*Fт>Fсц.min, для нашего примера когда сила тяги превысит 2000 Н. Но и тогда распределение будет не пропорционально силам сцепления. Пропорциональность будет наблюдаться только в одном случае, когда Fт=Fсц.лев.+Fсц.прав.

Ответить#
-1

Вопрос №2 сформулирован как-то некорректно, по-детски что ли.
1. Зачем вообще было приводить возможные ответы Б и Г, если «при блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью»? Это ж аксиома.
2. Да и якобы правильный ответ на него дан не полно, а потому не верно. Моменты на ведущих колёсах зависят НЕ ТОЛЬКО от «сил сцепления с дорогой».
Вот простой пример. Допустим, сила сцепления левого ведущего колеса 1000 Н, правого 2000 Н. А сила тяги, подводимая со стороны КПП, всего 1800 Н. Следуя логике Вашего ответа В, мощность (сила тяги), подводимая к ведущим колёсам, должна распределиться в пропорции 1000/2000 или 1/2, т.е. на левое колесо должно по-вашему уйти 600 Н, а на правое — 1200 Н. Но это не так. Мощность, как и сила тяги, в данном случае распределится поровну (ответ А): по 900 Н на каждое колесо.
А зависеть от сил сопротивления с дорогой распределение мощности (сил, момента) будет только тогда, когда половинная сила тяги от КПП превысит минимальную силу сцепления одного из колёс. В нашем примере это произойдёт, когда сила тяги превысит 2000 Н, т.е. при условии 0,5*2000>1000 Н.

Ответить#
0

экспертов на мыло, понабрали блогеров

все вопросы с дифференциалом решены через одно место, автор физики явно не учил
дифференциал делит мощность, мощность, а не момент поровну.
Разумеется, речь о симметричном дифференциале.
Если бы он делил момент, не нужны были бы блокировки и тд и и тп.

кг и ам, в очередной раз

Ответить#
0

экспертов на мыло, понабрали блогеров

все вопросы с дифференциалом решены через одно место, автор физики явно не учил
дифференциал делит мощность, мощность, а не момент поровну.
Разумеется, речь о симметричном дифференциале.
Если бы он делил момент, не нужны были бы блокировки и тд и и тп.

кг/ам, в очередной раз

Ответить#
0

дурак ты надутый, больше и ответить нечего

Ответить#
0

Это физика, Господа...!

Ответить#
+1

А физику все помнят? Увы...

Ответить#
+1

это элементарная физика!

Ответить#
0

Не понравился ответ на пятый вопрос. У зубчатой пары кпд около 0,985, у пары подшипников где-то 0,995. Таким образом, в двухвальной коробке передач мощность на выходе будет где-то на 2% меньше, чем на входе, у трехвальной — на 4% на всех передачах, кроме прямой, на которой потери мощности будут мизерными, где-то 0,5% (подшипники, перемешивание масла и т.д.). Если ими и пренебречь, то ответ будет А, а по-хорошему — ни на одной передаче мощность на выходе не равна мощности на входе.
Вообще правильное просветительское дело вы ведете, я когда-то начинал технарский блог вести, но потом пришлось подзабросить его. Почитайте, может интересно будет ссылка
С уважением.

Ответить#
0

Строго говоря, Вы правы. Ни один механизм не может иметь КПД 100%. Но наш журнал — популярный. Его не стоит путать с серьезными трудами различных НИИ и т. д. Ведь прежде, чем рассказывать рядовому автолюбителю о тонкостях работы технических устройств, потерях энергии в них и т. д., его порой приходится просто знакомить с принципами их действия. Хотя бы на уровне уроков физики " доброй старой школы"! Безусловно, есть разные автолюбители, — наиболее просвещенным наши задачки кажутся порой смешными...

Ответить#
0

Спасибо за ответ, я пропустил фразу в начале, что потерями вы пренебрегаете.

Ответить#
0

Почему то мой комментарий про ошибки как то криво разместился, без автора.

Ответить#
0

В статье есть 3 ошибки/неточности!
1) «Лошадиная сила» на то и внесистемная величина чтобы не иметь конкретного значения. У каждой страны использующей ее она имеет свое значение. Поэтому когда указываете конкретную величину л.с. (hp) необходимо так же указывать о какой именно идет речь.
2) В статье упоминается слово «дифференциал» подразумевая, очевидно, свободный дифференциал, но об этом отдельно не оговаривается. Дифференциалов существует огромное кол-во разных конструкций и все они выполняют свою функцию дифференцирования скоростей колес.
3) Вытекает из 2 ого — свободный дифференциал не «делит» момент поровну! Да, он «держит» его одинаковым для обеих полуосей, но не «делит», Вы вводите людей в заблуждение.
Павел.

Ответить#
0

«он „держит“ его одинаковым для обеих полуосей, но не „делит“» поясните в чем разница

Ответить#
0

Пожалуйста.
Предположим у нас «монопривод», одно ведущее колесо попало на лед и через него можно реализовать только очень не значительно кол-во крутящего момента, например 1Н*м, свободный дифференциал сделает свою работу и позволит реализовать на колесе стоящем на твердой поверхности тоже только 1Н*м, машина скорее всего будет стоять на месте и «буксовать», и этот же момент будет реализован на корпусе дифференциала, который через редуктор уже связан с карданным валом и т.д.
По Вашему, можно ли сказать что дифференциал в данном примере что либо делит?

Ответить#
0

я утверждаю, что на корпусе диффа будет 2 Н*м, это следует как из уравнения моментов, так и из устройства диффа: шестерня-сателит это равноплечий рычаг к центру которого приложена сила от корпуса диффа. Это как коромысло с двумя ведрами. Будете утверждать, что их вес не складывается, а коромысло не делит силу реакции опоры на два ведра?

Ответить#
+1

Я Вас понял, моя вина в том что я поторопился с формулировкой, не стоило использовать цифры.
Разрешите я немного модифицирую пример:
одно колесо у нас не двигается, следовательно дифф. вырождается в редуктор. Давайте считать, что суммарный коэф. редукции 1.0 (от входного вала — он же карданный вал, до выходного — он же полуось свободного колеса). В таком случае Вы согласны что момент на «буксующем» = моменту на стоящем = равен моменту на кардане (диаметр одинаковый у всех)?
P.S. если выехать на асфальт то скорость вращения колес выровняется и при тех же оборотах кардана обороты колес будут меньше из за отсутствия «забегания» сателитов в корпусе дифференциала, т.е. коэффициент редукции изменится. И на полуосях колес момент окажется выше чем на карданом валу идущем к дифференциалу. Формально такое стоит называть уже «умножением» а не «делением». (потерь мощности по пути у нас нигде нет для удобства)

Ответить#
0

Про умножение — это как?

Ответить#
0

Не лезьте туда, у человека своя реальность и своя физика. Похоже он пользуется квантовыми методами: дифф у него это не узел, а суперпозия всех возможных узлов, а состояние в котором он находит зависит от того измерили мы физические параметры его вращения или нет. Тут вам и волновая функция и неопределенность Гейзинберга, чистые «кванты». Кота Шереденгера не хватает...

Ответить#
0

Спасибо за поддержку, коллега! Не полезу:)

Ответить#
0

у вас дифф какой-то пластилиновый, то у него коэффициент редукции 1, то 2, то он симметричный, то блокируется, вы уж определитесь (у симметричного диффа коэффициент редукции может быть только 2)! Или может там у вас вариатор вместо шестеренок? А то так я с Вами не играю, у Вас карты не то что меченные, а вы их по ходу игры рисуете :-)

Ответить#
0

Как бы да, свободный дифференциал это по сути редуктор переменного передаточного отношения, которое может бесступенчато варьироваться от 0 (корпус вращается — колесо стоит на месте) до 2 (корпус вращается — колесо вращается с забеганием, так как противоположное колесо стоит).
(Так как (скорость вращения левой полуоси + скорость вращения правой полуоси)/2=скорость вращени корпуса дифференциала)

Ответить#
0

Вы не правы. Признайте наконец, и вместо того чтобы бесконечно «изворачиваться» разберитесь в вопросе. Свободный симметричный дифференциал разделяет (делит пополам) крутящий момент подводимый к его корпусу на два привода, левый и правый. Технически это не «как бы», а это и есть редуктор коэффициент редукции которого равен 1/2 (он не понижает скорость (редуцирует), а повышает) если за входящий вал принимать корпус дифференциала. При любом раскладе скоростей вращения приводов, сумма их скоростей (с учетом знака) вдвое превышает скорость вращения корпуса, а моменты подводимые к приводам равны 1/2 момента подводимого к корпусу (это «фишка» диффа, для того он и придуман). Изучите повторно свои выкладки и найдите в них ошибки, Вам на них указали.

Ответить#
0

Я придумал как сломать Вашу догму про «всегда делит пополам»!
Давайте мысленно удлиним одну полуось и насадим на нее еще 1 такое же колесо.
Машина продолжает ехать строго прямо, скорости всех колес одинаковые, дифференциал не работает (т.е. не дифференцирует скорости), но при этом через одну сторону на колесах теперь реализуется 2/3 тяги, а на другой всего лишь 1/3.
Дифференциал ни капельки не изменился конструктивно. Машина едет прямо, ничего не буксует.

Ответить#
0

момент поделится поровну между вашими колесами т.к. нагрузка на каждое из них снизится. Тоже мне придумка. Хватит искать ошибки в статье и у меня — их нет.

Ответить#
0

Давайте так, последний вопрос к Вам: если ехать строго прямолинейно по идеальному асфальты Вы будете согласны с тем, что эта ситуация будет физически и математически эквивалентна такой, в которой в автомобиле нету никакого дифференциала, а есть просто ось как у телеги (все так же соединенной с валом через редуктор главной пары)?
Если да, то получается что палка тоже делит момент пополам? И что дифференциал уже не причем? И что его отсутствие ничего не изменило?

Ответить#
0

Да, палка тоже МОЖЕТ делить момент пополам, как в указанном случае. Представьте себе, что палка не совсем палка, а торсион. Установите стрелки в середине и у колес и вы увидите как при росте нагрузки они отклонятся и покажут сколько момента реализуется на одном колесе и сколько на другом. В Вашем примере (прямолинейное движение по асфальту) эти моменты будут равны, как и если бы был симметричный дифф., но это простое совпадение, палка могла бы поделить момент и как-нибудь иначе. А вот симметричный дифф делит момент только пополам. Дифф. (симметричный) делит пополам т.к. — повторяюсь уже, но куда деваться — шестерня сателита это равноплечий рычаг к центру которого приложена сила осью сателита (к СЕРЕДИНЕ).
Вот уравнение моментов для оси: Мк+Мл+Мп=0
Мк — момент приложенный к корпусу диффа, Мл — момент приложенный к левому колесу, Мп — к правому
для палки Мп, Мл и Мк любые числа, для симметричного диффа накладывается дополнительное ограничение Мп=Мл=1/2Мк. Пусть дифф несимметричный, а делит 25 на 75% тогда Мп=3Мл=1/4Мк ну и так далее. То есть диффу предписано разделить подаваемый момент в строго определенной конструкцией пропорции. Ну или выровнять с учетом коэффициентов. По прежнему не вижу разницы....

Ответить#
0

А пример с 3-мя колесами, на самом деле, ничего не доказывает, ни что не мешает передавать на доп. колесо 0 момента и просто катить его без приложения силы к пятну контакта.

Ответить#
0

Вот не поверите, но уравнение моментов меня убедило, не могу предложить свое уравнение отличное от этого.
Перемудрил я чего то. Меня вводило в заблуждение то, что у дифф. не постоянное передаточное отношение. Но если подумать, то во всех случаях в которых скорость вращения полуосей не совпадает со скоростью вращения корпуса момент «возвращаемый» от полуоси на корпус хоть и редуцируется, все равно полностью уравновешивается такой же обратной редукцией от другой полуоси и сумма от этого никак не меняется.
Приношу свои извинения всем кого ввел в заблуждение!
(Зато теперь это обсуждение можно применять в качестве доказательств сомневающимся)
P.S. первые 2 моих «замечания» остаются актуальными все же.

Ответить#
0

Удачи! Пишите еще!

Ответить#
0

Позиция достойная уважения! Только дураки не меняют своих взглядов.

Ответить#
0

делит он момент таким образом, чтобы мощности были равны, он уравнивает «плечи» виртуальных рычагов, за счет скорости вращения сателлитов на оси

Ответить#
0

Дифференциал придумали для того чтобы машина поворачивать могла не теряя сцепления с дорогой, только для этого.

Ответить#
0

Про ведра:
прямой аналог это машина пытающаяся ехать в горку но не могущая из за нехватки сил, но и не съезжающая обратно (пускай у нее АКПП и ей можно «буксовать» трансмиссией если что). Для удержания на подъеме ей нужно прикладывать силу N равную проекции действующей на нее силы тяжести (сопротивлением качению и т.п. пренебрегаем), так как колеса 2, то и на каждом из них достаточно развить половину необходимой силы в пятне контакта, а если 1 колесо убрать (дифф. отсутствует, вместо него балка), то вся тяга перейдет на пятно контакта оставшегося колеса, это да. Т.е. требование к сцеплению оставшегося колеса с дорогой резко вырастут ровно в 2 раза.
Но все это не имеет никакого отношения к дифференциалу!

Ответить#
0

Вам нравится «выравнивает»?

Ответить#
0

Если придираться, то «выравнивает» тоже не совсем подходящее слово, так как оно предполагает что что-то было не ровным, а потом его выровняли. Такая формулировка скорее подошла бы к LSD дифференциалам с фрикционными пакетами.
Можно было бы, например, так написать: «Правильный ответ: Г. Момент, приходит от коробки передач на корпус дифференциала, а последний делает его одинаковым на обоих ведущих колесах.»

Ответить#
0

А что нужно, чтобы приходящий момент стал равным? Вам пришла зарплата на карточку, а вы хотите, чтобы вам досталось столько же, сколько отдадите, скажем, любимой женщине. Что-то мне подсказывает, что деньги при этом делят пополам... Если, конечно, никто третий в долю не влезает:)

Ответить#
0

Кстати поздравляю! Вы изобрели вечный двигатель: пусть корпус диффа крутит электромотор, одно колесо стоит на асфальте — бог с ним, а вместо второго установим динам-машину! на валу у нее тот же 1 Н*м, зато крутится она вдвое быстрее корпуса диффа! И черпаем халявную энергию огромным черпаком!!! Виват Россия — энергетическая сверхдержава!

Ответить#
0

Про лошадиные силы не понял —- что не так? И про дифференциал подавно — извините. В чем разница между «одинаковым» и «поровну»?

Ответить#
+1

Отдельная статья про различные лошадиные силы у нас была. Но в данном конкретном случае более чем достаточно школьных сведений, общепринятых в стране. Одна лошадь —- это 736 Ватт: с детства помню. Можно было еще и джоули с калориями припомнить, только с какой целью?

Ответить#
+1

Ну вот если бы эту статью читал не очень образованный американец, он бы мог подумать что Вы ошиблись, так как он знает что лошадиная сила = ~746 Вт.
А имел ввиду что Вам стоило написать так: «Распространенная внесистемная единица — лошадиная сила, так называемая „метрическая лошадиная сила“ принятая на территории РФ равна ~0,736 кВт. »

Ответить#
0

Извините —- нет. Мы, все-таки, не дублируем справочники. Мало того —- экономим бумагу и время читателей. В РФ лошади именно такие. А Американец пусть повышает ай-кью.

Ответить#
0

Я не против, просто уверен что обязательно найдутся люди которые впервые прочитают про величину л.с. именно в этой статье и будут думать, что это так, без вариантов. Просто хотел бы видеть либо конкретизацию, либо оговорку типа «есть и другие» во избежание порождений заблуждений.

Не подумайте плохого, Ваша статья мне нравится и я считаю ее весьма полезной и доступной!

Ответить#
0

Спасибо, Павел! Но все же услышьте и меня: невозможно в каждой публикации бесконечно дублировать цитаты из справочников и иных источников. Ну какое в данном конкретном случае неискушенному читателю дело то того, что где-то водятся иные «лошади»? А давайте еще вместо ньютонометров вспомним про фунты с ярдами, или про галлоны какие нибудь до кучи. Я не верю, что за это кто-то скажет спасибо: все решат, что авторы умничают!

Ответить#
0

естественно, ведь откормленная техасская лошадь вырабатывает от киловатта и выше

Ответить#
0

А в целом мне приятно, что люди еще спорят на технические темы...

Ответить#
0

Вы бы ещё вопрос про несимметричный дифференциал поставили — народ бы вовсе башку сломал :-)

Ответить#
0

Зачем же народу столько губить? Ему и так несладко. МЫ над этим думали, но решили пока не трогать тему. даже с обычным дифференциалом у народа в целом каша в голове...

Ответить#
0

:-)

Ответить#
0

А вообще-то всегда лучше рассматривать ситуацию «от печки» — топливо-воздушная смесь воспламенилась и газы расширяясь давят на поршень. Есть противодействие на коленвале (сопротивление) это одна скорость движения поршня, нет — совсем другая.
А ВЫ: «колеса, дифференциал...»

Ответить#
0

"3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры".

"На транспортный налог и ОСАГО"
А если серьезно, то мощность всё-таки функция крутящего момента (без силы нет работы) от оборотов — т.е. величина не постоянная, а продаваемые нам "табуны лошадей" — это когда "газ в пол до отсечки оборотов".
Так , что мощность НЕ МОЖЕТ (простите, по-другому выделить как сейчас — не знаю) влиять , а лишь ХАРАКТЕРИЗОВАТЬ

Ответить#
-1

Про налог —- это дурость расейская, увы. А вотнасчет того, что мощность —- функция момента, так вспомните заторможенный электромотор . Момент огромный, скорость ноль, мощность ноль...

Ответить#
+2

мощность это не просто какая-то там функция от момента, а функция совершенно определенного вида в обязательном порядке имеющая множитель f (частота вращения). Возвращаясь в седьмой класс: нет перемещения (движения, скорости) — нет работы, нет работы — нет мощности. А откуда возникает движение? см. второй закон Ньютона.

Ответить#
0

Да можно в любой класс вернуться, только вот формально момент без мощности бывает, а мощность без момента —- нет.

Ответить#
0

так и я о том: если M(f) или f ноль то и мощность ноль. Просто при решении задач по динамике принято вначале писать уравнение движения (это силы и масса) чтоб понять что и куда двигается, а после его всяко-разно интегрировать. Можно и от обратно идти из законов сохранения, но это как бы шиворот навыворот: зная ответ его обосновывать

Ответить#
0

Все равно есть прилагаемая энергия, которая ввиду отсутствия момента переходит в другую энергию. На том же стартере электрическая в тепловую. Без этих уточнений у меня от рассуждений уже разум срывает.

Ответить#
0

Водитель элмобиля мощность ноль не увидит. На экране бортового компа мощность нулевую он увидит только если на педаль газа не будет жать.

Ответить#
0

Как связаны мощность и картинки на экране? У заторможенного стартера момент огромный, а вал не крутится —- и что? Ни работы, ни мощности!

Ответить#
0

вопрос ставился «какую мощность РАЗВИВАЕТ мотор», а не «какую мощность ПОТРЕБЛЯЕТ мотор»

Ответить#
0

то что нулевую мощность на экране он не увидит это сугубо вопрос
к мудакам-маркетолагам или придурку-инженеру на поводу у этих
маркетологов тещащих самолюбие любителя электромобилей
генерацией случайных чисел на приборную панель

Ответить#
0

Какой мощности «НОЛЬ»?
Той которая нужна «для колес» — согласен,
но весь тот момент который развивает злектромотор с заторможенным ротором — работает на «сковородку» (режим называется «режим короткого замыкания вращающегося электродвигателя — „Режим работы вращающегося электродвигателя, подключенного к питающей сети при номинальном напряжении и при неподвижном роторе. „)
Так, что работа совершается, но не так, что хотелось и мощность потребляется из сети P=U*I, => A=P*t
Поскольку в „седьмом классе“ ещё не изучают Закон сохранения энергии — посыл туда не уместен для подобных обсуждений/
Пока вращается коленвал двигателя (расходуется бензин) мотор совершает работу — весь вопрос на что эта мощность тратится: на перемещение автомобиля или нагрев покрышек.
Как-то так

Ответить#
+1

Все верно. И штангист, который держит штангу, тоже использует энергию мышц. Но в нашем примере важно то, что вал неподвижен, и его мехработа равна нулю.

Ответить#
+1

Но электроэнергию из розетки он «палит» и даже с большим «усердием», чем крутил бы какие-то колеса. Но да, Бог с ним , с электродвигателем...
Вернемся к нашим «баранам», т.е. лошадям: вот Вы в статье написали:"Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности."
Давайте немого поедем..
Получается один и тот же мотор (те же характеристики крутящего момента и мощности) , но включенная 2-я или 4-я передача (едем от х.х. до максимальных оборотов) — и как всё разительно отличается! А всего-то изменили усилие передаваемое от двигателя к колесам, т.е. М-О-М-Е-Н-Т

Ответить#
0

И что? кто спорит?

Ответить#
0

Ладушки!!
Исправлять фразу «не хватает мощности» на «недостаточная величина момента передаваемого от двигателя на колеса» будем?
Ведь на 1-й он трогается и разгоняется резвее, чем на 3-й при тех же начальных оборотах...

Ответить#
0

2. вопрос некорректно сформулирован. Корректно ответить на него можно только так: при ОПТИМАЛЬНОМ выборе передаточного числа динамика разгона на начальном этапе зависит только от сцепления с дорогой и чем выше мощность, тем дольше продлится этот этап. В остальных случаях играют роль два фактора вид функции M(f) И выбор передачи. Если M(f) имеет вид 1/f То передача не важна. Нечто похожее наблюдается при работе двигателя на оборотах более высоких чем обороты максимального момента. Это самое «мясо» при езде, поэтому менее оборотистый мотор субъективно кажется более мощным
3. некорректно говорить «момент падает, несмотря на мощность». Все идет от обратного. Некие процессы в моторе рождают силу, у силы есть момент относительно какой-то оси. В зависимости от того с какой скоростью проистекают процессы ДВИЖЕНИЯ при участии этой силы и развивается та или иная мощность. Иными словами мощность это сила во времени. Это одно и то же, смотря с какой стороны посмотреть.

Ответить#
0

Не могу согласиться. Из предложенных вариантов ответа правильный именно этот

Ответить#
0

Введение
P=M(f)*f
Где Р-мощность (Вт), f-круговая частота (рад/с), M(f)-некая функция момента от частоты (Н)

1.
Как видно из формулы параллельны они быть не могут. Смотрите сами: пусть M(f)=const (то есть момент не меняется и всегда постоянен), тогда его график — прямая параллельная оси f, но график для P тогда прямая исходящая из нуля и идущая под углом равным катангенсу от const. Пример два: пусть M(f)=1/f (момент стремится к бесконечности при нулевой скорости вращения и линейно падает с ее ростом). Тогда прямой линией без наклона будет P(f)=const (мощность постоянна) и т.д.
Почему пик момента раньше? Ответ: До тех пор пока функция M(f) падает медленнее чем функция 1/f мощность будет расти. (Однако расти не так быстро как могла бы если M=const). Как только функция M(f) начинает падать быстрее чем 1/f то и мощность с ростом частоты начинает падать. Вот пик мощности. Очевидно он будет при большей f чем у M(f) если только та не имеет разрывов производной, иначе оба пика могут совпасть.
Надеюсь понятно? Физически (без формул) это означает: если момент постоянен, то мощность растет вместе со скоростью, ведь при той же силе путь в единицу времени больше. Но так продолжаться до бесконечности не может и с ростом скорости мотор уже «не поспевает» его эффективность падает. Применительно к атмосферному мотору — снижается коэффициент наполнения цилиндров, воздух не успевает в них поступать в достаточном объеме.

Ответить#
+1

Здравствуйте. Всё прекрасно описано, но  для себя так и не понял именно механику двигателя. Попробую сформулировать вопросы:
1. Почему кривые момента двигателя и его мощности не параллельны? Т.е. почему пик крутящего момента раньше, чем пик мощности? (здесь и далее рассматриваем атмосферный двигатель)
2. Почему динамика разгона (на начальном участке) выше у автомобиля с двигателем большего крутящего момента, чем у автомобиля с двигателем большой мощностью?
3. Почему при росте оборотов дальше пиковых значений показатели мощности и крутящего момента падают, при чем крутящий момент падает, несмотря на рост мощности?
Заранее спасибо за уделённое внимание.

Ответить#
0

1) формула такая: мощность = момент * кол-во оборотов в единицу времени. Посмотри как она ведёт себя с ростом числа оборотов.

2) ускорение определяется тем, насколько легко двигатель умеет раскручиваться под нагрузкой. А это, в свою очередь, определяется моментом. Чем выше момент, тем увереннее двигатель умеет раскручивать выходной вал. Тем выше скорость. Есть двигатели которые хорошо раскручиваются на «низах», есть те, которые хорошо раскручиваются на «верхах».

Ответить#
0

«момент на колесе„=сила трения колеса*его радиус (при этом считаем что боковые силы равны нулю, либо если нет „проекция силы трения на касательную траектории в точке соприкосновения колеса и дороги“).

Ответить#
0

Тогда уж, как я понимаю, нужно говорить о моменте равнодействующей силы, которая состоит не только из силы трения, но из силы, с которой двигатель вращает колесо.

Ответить#
0

равнодействующая всех сил должна быть равна нулю, или тело будет двигаться с ускорением, но переходные процессы не рассматриваем, поэтому исключаем

Ответить#
0

В условиях задачи ничего про равномерное движение не сказано

Ответить#
0

ну тогда может быть вообще все что угодно :-)

Ответить#
0

все верно: «от силы и плеча» Уравнение движения выглядит так:
сила трения левого колеса * радиус колеса + сила трения правого колеса * радиус колеса + момент инерции всей системы (вместе с двигателем)*угловое ускорение +  крутящий момент двигателя*коэффициент редукции =0

Ответить#
0

Что в этой формуле есть «момент на колесе» ?

Ответить#
0

Физика — наука точная, это вам не литература, где можно рассуждать о том была ли царская цензура полезной работой или бесполезной. И каждое слово в определениях, законах, леммах и теоремах обычно имеет смысл. Если вы внимательно посмотрите на определение которое я приводил, то увидите, что к вашему соседу оно не подходит т.к. там вводится понятие работы силы для точки которая движется ПРЯМОЛИНЕЙНО. В ином случае вводятся понятия пути и перемещения. Для потенциальных сил (например тяжести) действительно важно только ПЕРЕМЕЩЕНИЕ, для силы трения нужно считать работу интегрируя силовую функцию вдоль траектории, т.е. разбивая путь на бесконечно малые прямолинейные перемещения, иными словами имеет значение пройденный ПУТЬ и Ваш сосед не зря жег бензин.

Физика, 7-ой класс

«Механическая работа. Единицы работы.
В обыденной жизни под понятием „работа“ мы понимаем всякий полезный труд рабочего, инженера, ученого, учащегося.

В физике понятие работа несколько иное. Это определенная физическая величина, а значит, ее можно измерить. В физике изучается прежде всего механическая работа.....

Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается....
»

Ответить#
+1

Работа —- это понятие строгое, нет вопросов. Что такое «полезная работа»?

Ответить#
0

за полезную работу можно принимать все что угодно, смотря какая задача стоит
—--------
" сила какая-то есть, следовательно..." Это какая? Вроде в начале статьи указано, что трением в трансмиссии и прочим подобным пренебрегаем

Ответить#
0

сила, с которой двигатель вращает колесо.

Ответить#
0

равна нулю если колесо не испытывает сопротивления

Ответить#
0

Вот колесо, например. Двигатель сжигая топливо раскручивает колесо. Каждая точка колеса на поверхности колеса проходит путь равный 2 * пи * радиус * количество соврешенных оборотов. Путь отличен от нуля, сила какая-то есть, следовательно, работа совершается. Ты скажешь, что эта работа «бесполезная», а я скажу, что она «полезная». Кто прав?

Ответить#
-1

Потом, как я себе представляю заблокированный дифференциал работает просто как единая монолитная ось. Правильно?

Тогда почему вдруг он разных колёсах должен различаться ? С какого перепугу момент должен зависить от сцепления с дорогой? Вы правильно написали: момент зависит от силы и плеча. Всё. Больше он ни от чего не зависит.

При заблокированном дифференциале никакого хитрого редуктора между колёсами который регулировал соотношение частоты вращения и момента нет. Следовательно, момент на колёсах одинаков.

Ответить#
-1

Типичная ошибка. Впрочем, мы об этом подробно говорили в статье «Момент истины». Но разобраться несложно. Просто представьте себе заблокированный дифференциал —- грубо говоря, как ось на паровозе. Одно колесо на асфальте, другое в воздухе. Одинаковые моменты, говорите? Тогда скажите, может ли, грубо говоря, треснуть от нагрузки вал, который крутит колесо на асфальте? Да, может: он работает. А вот та часть, которая крутит колесо в воздухе, никакой полезной работы не совершает. Трение, с нашими допущениями —- ноль. И никогда там ничего не треснет. Это так, на пальцах...
Вообще-то интересно следить за тем, как вновь обсуждается уже разжеванная, казалось бы, тема. Мы когда такие материалы готовим, то всех спецов опрашиваем —- и профессоров, и докторов, и доцентов, и начальников КБ... Ну очень интересная статистика...

Ответить#
0

Есть такая разновидность межколёсного дифференциала, как «Самоблок» ( 100% блокировка) для Трофи-рейдов.Ребята хвалят, хорошая штука. Есть только одно но,если одно колесо на мертво застрянет срезает шлицы на приводе (про УАЗ ). Почему, потому что весь момент реализуется на одном колесе. Да, а подводимый момент (теоретически) делится 50/50.

Ответить#
0

«Полезная работа» —- это понятие очень относительное и спекулятивное.

Мой сосед каждый день ездит на работу на своём крузаке и возвращаясь под вечер ставит его в том же месте. Вопрос: чему равна полезная мощность/работа крузака? Ответ: смотря что считать за «пользу». Если подходить формально, то крузак каждый раз возвращается на своё законное место. Значит перемещение равно нулю, значит и полезная работа равна нулю, значит полезная мощность равна нулю.

С другой стороны сосед рассматривает пользу в виде двух отдельных перемещений: перемещения из дома на работу и с работы домой. Две разные работы —- двойная польза. Ну и полезную мощность можно подсчитать.

«Польза» —- это понятие субъективное, которое нужно конкретизировать. Может мне надо чтобы на застрявшей машине вывешенные колёса бешенно крутились. Кручение колёс для меня и есть польза. Опа, и вот ваша полезная мощность зависит от оборотов. Как так?

Ответить#
0

Последняя попытка для тех кто в танке:
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ: «Работа силы (сил) над одной точкой
Суммарная работа, совершаемая несколькими силами, определяется как работа равнодействующей этих сил (их векторной суммой). Поэтому дальше будем говорить об одной силе.

При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения»
Если вы не признаете ОПРЕДЕЛЕНИЕ, то мы говорим о разных вещах. В физике механическая работа это одно, а в Вашем понимании другое. Это значит, что мы говорим одними словами о разных вещах и спор не имеет смысла. Продолжайте развивать свою мысль и может быть придумаете очередной вечный двигатель. Успехов!

Ответить#
+1

Безымянному
«с ростом оборотов мощность мотора начнет снижаться (вспомните графики внешней скоростной характеристики), до тех пор, пока не упадет до нуля»
Мощность на полному газу ноль. Неужели самому не смешно?.Да это еще и подтверждается графиками внешних скоростных характеристик... Вот навскидку рис 6 в конце страницы ссылка. Что-то мощность в ноль в конце роста оборотов не упала. Если мощность не востребована, не значит, что она ноль.

«: двигатель бешено ревет, колеса вращаются, спидометр зашкаливает. ... при данных оборотах КПД мотора ноль»
Колеса раскручены и поддерживаются в этом состоянии не полезной работой двигателя, а чем-то другим.

" Р=А/t A=F*S ... если S=0, то нет ни работы ни мощности."
Если работу нельзя посчитать через перемещение, не значит, что никак нельзя.

" Понимаю, что вручную держать автомобиль на уклоне тяжкий труд, но работа при этом совершается нулевая, как ни печально"
Без работы нет усталости, значит, держать можно вечно. Не знаю, что еще сказать. Простите.

Ответить#
-1

По определению: Р=А/t A=F*S
где Р-мощность, А-работа силы, t-время, F-сила, S-путь
Путем несложных (надеюсь) подсчетов можно установить, что если S=0, то нет ни работы ни мощности. Не путайте бытовые значения слов и физ.термины. Понимаю, что вручную держать автомобиль на уклоне тяжкий труд, но работа при этом совершается нулевая, как ни печально....
Про электромобиль: не путайте мощность потребляемую и выходную (отдаваемую). У всех устройств последняя всегда меньше первой. Бывает, что в бесконечное число раз...

Ответить#
+1

Почему ты считаешь, что путь —- это путь машины? Возьми в качестве пути перемещение точки на поверхности колеса. Вот тебе и будет отличная от нуля мощность. Тут всё зависит от того, что считать «пользой».

Ответить#
-1

В п.8 снова упустили из виду работу. Она тратится на уравновешивание кинетической энергии стоящего на склоне автомобиля. Далее по приведенной вами формуле «Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени.». Автомобиль какое-то время стоит, работа на это тратится, значит, мощность двигателем отдается.
Если кто-то считает, что двигатель в этот ситуации мощность не тратит, что его мощность равна нулю, пусть постоит так на склоне, на двигателе, достаточное время, а потом попробует уехать.Достаточность времени определяется емкостью батарей электромобиля. Не знаю сколько развивают современные образцы. Но если давать полную тягу, думаю хватит часов 5 любой батарее. Да и достаточно просто зафиксировать факт затраты энергии, не обязательно сажать до нуля. А если не на работу, на что будет потрачена энергия? А там, где есть энергия и время, там мощность ненулевая.

Ответить#
-1

Все формулировки в статье корректные и про дифференциал и, и про мощность. Разберитесь как следует! Данные аспекты описываются механикой Ньютона из которой следует: или сила имеет парную противодействующую ей (третий закон), или что-то начинает двигаться с ускорением (второй закон). Представим себе случай, который проиллюстрирует все выше сказанное: мчится карбюраторный автомобиль на максимальной скорости с оборотами двигателя соответствующими максимальной мощности. И вдруг взлетает на трамплине, водитель в кабине газ не отпускает, что будет с мощностью и моментом? Вся мощность пойдет на раскручивание двигателя и трансмиссии до более высоких оборотов, крутящий момент будет ускорять маховик и все прочее, попутно с ростом оборотов мощность мотора начнет снижаться (вспомните графики внешней скоростной характеристики), до тех пор, пока не упадет до нуля. И тут наступит равновесие: двигатель бешено ревет, колеса вращаются, спидометр зашкаливает. Может возникнуть вопрос, как это мощность упала до нуля, ведь газ полностью выжат!? Это значит, что при данных оборотах КПД мотора ноль. Аналогично, как и с асинхронным электромотором: если он крутится с частотой питающей сети, то мощность и момент ноль, чтобы их получить нужно затормозить ротор и добиться его «проскальзывания» относительно линий магнитного поля. Типа как если плыть по ветру с его скоростью, то паруса не работают

Ответить#
+1

Теперь к п.2. Вопрос «Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?». Ваш ответ «в зависимости от сил сцепления с покрытием.». Пояснение: При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием. «
Снова предположу, что имеются в виду разные мощности. Мощности, подводимые двигателем к каждому колесу равны, потому что дифференциал заблокирован. А мощности, передаваемые колесами на дорогу, уже могут быть разными, они могут зависеть от коэффициентов трения каждого колеса о поверхности под ними уже вполне могут.
В формулировке „Как распределена мощность между ведущими колесами?“ не указано какая имеется в виду, но мощность между колесами интуитивно воспринимается как подводимая к ним, ведь между колесами полуоси, по которым эта мощность и подводится. И не зная „правильного“ ответа, заранее трудно предположить, что мощность уже имеется в виду реализуемая колесами.
Все это затрудняет понимание материала.
И ответ на вопрос я бы сформулировал так: подводящаяся к колесам мощность одинаковая, а реализуемая ими будет зависеть от сцепления с дорогой под каждым колесом.

Ответить#
-1

Всё ваше недоумение вызвано простым недоразумением — очень скользким термином «полезная мощность мотора».

Ответить#
0

я считаю, что термин «полезная мощность» можно вообще в этих задачах не употреблять, лучше «мощность на выходном валу двигателя», «мощность на приводе колеса» и т.п. Тогда нет вопросов как ее измерять: в разрез вставляем виртуальный прибор для измерения момента, считаем обороты в секунду, умножаем, получаем ответ

Ответить#
+1

Далее, странный ответ на вопрос о том, что такое крутящий момент. Не лучше ли так: крутящий момент это величина, характеризующая силу вращения на разных удалениях от точки центра (оси) вращения. И проиллюстрировать на вращении двери. Если толкать незафиксированную дверь пальцем в около петель, палец пройдет небольшое расстояние, но нужна большая сила. Если на другом краю, где обычно ручка — нужна малая сила, но пальцу придется пройти больший путь. Теперь представьте обратную картину: дверь вращается, а вы хотите ее пальцем притормозить (палец тут нужен для ощущения оказываемой силы). Вам точно также понадобится тем больше силы, чем ближе к оси вращения вы эту силу приложите. Применительно к колесу, крутящий момент указывает силу на внешней стороне колеса, при приложении силы к колесу по оси. А называется он моментом, а не силой, потому что при вращении эта сила возникает на радиусе колеса в каждый момент времени вращения. Чем больше крутящий момент, тем больше сила на одном и том же удалении от оси вращения.

Ответить#
-1

Мой ответ, что момент на маховике двигателя есть, и он зависит от оборотов.
И вы видели по многим двигателям графики зависимости мощности и момента от оборотов. Вот по этому графику и можно найти момент, который двигатель будет развивать, и который можно будет ощутить на маховике, если вы попытаетесь этот маховик остановить.
Думаю, это происходит потому, что вы недостаточно точно выражаетесь. Вы говорите об одном моменте. Но их здесь два. Один момент — развиваемый двигателем. Второй — реализуемый им, полезный момент, потраченный на полезную работу. Второй действительно будет казаться равным нулю. Ведь когда мотор работает а колесо вывешено, полезной работы вроде бы нет. Но это не так. Ее нет полезной для человека. Но с точки зрения физики — она есть. Это вращение колеса. Чтобы эту работу превратить в энергию, достаточно что-нибудь к этому колесу присоединить. Например, генератор. По типу велосипедной динамки, прислоняемой к шине. Обнаружив полезную работу, мы даем ответ на вопрос о сопротивлении, и о том, почему даже с точки зрения «отсутствия сопротивления» момент все равно есть

Ответить#
-1

Не нравятся мне ваши формулировки и  ответы по 2 и 8. Но сначала еще одно возражение.
В поисках того, как лучше показать, что именно, начал искать по интернету, и возражу сначала на ваш ответ на первый вопрос на вашей страничке про дифференциалы: ссылка.
Вопрос такой «Автомобиль сел на брюхо и беспомощно крутит ведущими колесами в воздухе. Чему при этом приблизительно равен момент на маховике двигателя? „. Ваш ответ — нулю. И пояснение: „момента без сопротивления не бывает! Представьте себе электрическую розетку, рядом с которой стоит неподключенный утюг. Напряжение в розетке есть, но отдаваемый ток — нулевой. Так и здесь: двигатель не совершает никакой полезной работы, колеса не встречают сопротивления, а потому и момент отсутствует.“.
И ответ плохой, и пример. Напряжение и ток в примере с утюгом прямо связаны законом Ома U=I*R. При R (нагрузке) стремящемся к бесконечности, ток стремится к нулю. Иначе условие U=const не может быть выполнено. В случае с крутящим моментом такой формулы нет. Противодействие двигателю земля оказывает по третьему закону Ньютона, о равенстве противодействующих сил, а это совсем другое.

Ответить#
-1

Наконец-то расставлены все точки над и!

Ответить#
0

ага, все правильно написано! Есть еще распространенное заблуждение про то, что «длинноходный двигатель более „моментный“ по тому, что у него диаметр кривошипа больше»

Ответить#
0

в начале статьи автор указывает, что силами трения пренебрегает

Ответить#
0

ой, пропустил, вопрос снят.

Ответить#
0