Как можно вычислить силу и мощность, которые передаются на ведущие колёса, а также сопротивления качению и воздуха для автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге на прямой передаче, если известны следующие параметры: крутящий момент на коленчатом валу двигателя 470 Н•м, частота вращения 1450 об/мин, передаточное число главной передачи 6,43, КПД трансмиссии 0,845, масса автомобиля 8500 кг, маркировка шин 320-508Р, коэффициент сопротивления воздуха 0,65 (Н∙с^2)/м^4, площадь лобового сопротивления 7,3 м2 и коэффициент сопротивления качению при малой скорости 0,014?

Другие предметы Колледж Динамика и механика автомобилей вычисление силы и мощности автомобиля крутящий момент двигателя сопротивление качению и воздуха параметры автомобиля передаточное число трансмиссии КПД трансмиссии масса автомобиля коэффициент сопротивления воздуха площадь лобового сопротивления коэффициент сопротивления качению Новый

Для вычисления силы и мощности, которые передаются на ведущие колёса автомобиля, а также сопротивления качению и воздуха, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Вычисление мощности на выходе из двигателя

Сначала мы найдем мощность, которую выдает двигатель. Формула для вычисления мощности (P) в ваттах выглядит следующим образом:

P = M * ω,

где M - крутящий момент (в Н•м), ω - угловая скорость (в рад/с).

Чтобы найти угловую скорость, мы сначала переведем частоту вращения из об/мин в рад/с:

ω = (1450 об/мин) * (2π рад / 1 об) * (1 мин / 60 с) = 152.5 рад/с.

Теперь подставим значения в формулу:

P = 470 Н•м * 152.5 рад/с = 71,675 Вт.

Шаг 2: Вычисление мощности на ведущих колёсах

Теперь учтем КПД трансмиссии. Мощность, передаваемая на колёса, будет равна:

P_в = P * КПД = 71,675 Вт * 0,845 = 60,489 Вт.

Шаг 3: Вычисление силы, передаваемой на колёса

Для нахождения силы (F), передаваемой на колёса, используем формулу:

F = P_в / v,

где v - скорость автомобиля. Чтобы найти скорость, воспользуемся формулой:

v = ω * r,

где r - радиус колеса. Радиус колеса можно найти, зная маркировку шин. Например, для шин 320-508Р, радиус можно приблизительно вычислить как:

• Диаметр колеса = 508 мм = 0.508 м.
• Радиус = 0.508 м / 2 = 0.254 м.

Теперь можем найти скорость:

v = ω * r = 152.5 рад/с * 0.254 м = 38.7 м/с.

Теперь подставим значение скорости в формулу для силы:

F = 60,489 Вт / 38.7 м/с = 1565.5 Н.

Шаг 4: Вычисление сопротивления качению

Сопротивление качению (F_кач) можно вычислить по формуле:

F_кач = C_кач * m * g,

где C_кач - коэффициент сопротивления качению, m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

Подставим значения:

F_кач = 0.014 * 8500 кг * 9.81 м/с² = 1220.5 Н.

Шаг 5: Вычисление сопротивления воздуха

Сопротивление воздуха (F_возд) вычисляется по формуле:

F_возд = 0.5 * C_возд * S * v²,

где C_возд - коэффициент сопротивления воздуха, S - площадь лобового сопротивления, v - скорость.

Подставим значения:

F_возд = 0.5 * 0.65 * 7.3 м² * (38.7 м/с)² = 0.5 * 0.65 * 7.3 * 1496.69 = 2204.7 Н.

Шаг 6: Итоговые результаты

• Сила, передаваемая на колёса: 1565.5 Н.
• Сопротивление качению: 1220.5 Н.
• Сопротивление воздуха: 2204.7 Н.
• Мощность на ведущих колёсах: 60,489 Вт.

Таким образом, мы получили все необходимые параметры для анализа работы автомобиля на заданных условиях.