Az állandó sebesség fenntartása érdekében az erő szempontjából releváns tömeg (tömeg) Archívum -

Több mint egy órán át egy munkatársával vitattam meg a következő kérdést:

Játszik-e a kerékpár tömege abban az erőben, amelyet a valós térben az egyenletes sebesség fenntartásához használni kell?

Azt állítom, hogy egy kerékpáron, még ha 20 kg is lenne, nem kellene nagyobb erőt alkalmaznom ahhoz, hogy megbirkózzak a repülőgép súrlódási ellenállásával (levegő, agyak, gumiabroncsok) az állandó, például 30 km/h sebesség fenntartása érdekében, mint a kerékpáron 10 kg. (Elhanyagolhatom a nagyobb tömeg miatt megnövekedett gördülési ellenállást)

Alex viszont azt állítja, hogy a szükséges erő egyenesen arányos a tömeggel F = m * a révén, mivel az F erő (a levegő és a súrlódási ellenállás összege) és a gyorsulás állandó, függetlenül attól, hogy milyen nehéz a kerékpár.

Úgy gondolom azonban, hogy a gyorsulásnak egyáltalán nincs szerepe (mivel a sebesség nem változik), és a tömeg csökken, mivel a lábam erői ki vannak egyensúlyozva az ellenállás erőivel (azaz F = F).

Természetesen mindannyian egyetértünk abban, hogy egy nehezebb kerékpárnak 1. nagyobb sebességre van szüksége a gyorsuláshoz, és 2. nehezebb felfelé haladni (ez növeli 1. a kinetikus vagy 2. a potenciális energiát, amibe be kell pumpálnia) ).

Ki tud még a kijelentéseimről? Nem találtam semmit sem a fórumban, sem az interneten. Kérjük, fejtse ki!

ha egy "dolgot" V sebességre gyorsítasz minden gravitációtól mentes elméleti térben (természetesen minél nehezebb, annál több energiára van szükség, blabla), akkor ezt a sebességet örökkön örökké megtartja (a tehetetlenségnek köszönhetően)

De most kerékpározol a földön, és kedves labdánk nagyon vonzó (9,81 m/s2, bla)
Ennek az erőnek a figyelmen kívül hagyása egyszerűen tévedéssé tenné a számítási modellt, vagy legalábbis már nem alkalmazható a való világban.

bizonyos erők (Luftwdst, Rollwdst, gravitáció) lelassítják a kerékpárt. minél nehezebb, annál kevésbé hatnak az erők (eltekintve a gravitációs gyorsulástól, köszönhetően Gallileo-nak, de ez most túl messzire vezet).
közbenső következtetés: kerékpározáskor az erők a haladás irányával szemben dolgoznak. ezek illusztrációként összefoglalhatók vektorként.

most a sofőrnek ezt a lábával kell ellensúlyoznia, azaz kompenzálnia kell a negatív gyorsulást (szél okozta stb.).

de mivel az erő = tömeg * felgyorsul, a szükséges erő a mozgott tömeggel arányosan növekszik.

Következtetés: nehéz biciklivel több lábmunkát igényel a versenyző.

1. A vezető erője és gyorsulása ellentétes a szél erejével és gyorsulásával.
2. A két gyorsulás összegének azonosnak kell lennie, hogy a sebesség állandó legyen. Hasonlóképpen az erők

Megfontolásának lényege, hogy a szélnek bizonyos _ereje van. Ez független a kerék méretétől, és pontosan ezt az erőt kell legyőzni.

A szélerő a tömeg felett gyorsulást eredményez = a sebesség változása => a kerék lassabbá válik:
F = m. a

Feltéve, hogy a szélenergia most 20N (házszám):

F = m-től. a következő:
-> Ha a tömeg nagyobb, akkor a szél fékhatása a kerékpáron + a sofőrön kisebb (nagyobb a tehetetlenség, nagyobb a lendület, így kevesebb sebességet veszít)
-> Ha kisebb a tömeg, akkor a szél fékező hatása a kerékpárra + a sofőrre nagyobb (kevesebb tehetetlenség, kevesebb lendület van, így nagyobb sebességet veszít)

Mit jelent ez a sofőr számára?
-> minél nagyobb a méret, annál kevesebb sebességet veszít el másodpercenként. De a nagyobb tömeg miatt nehezebb utolérni az elvesztett sebességet (gyorsítani a nehéz biciklit). Szerencsére egyáltalán nem kell gyorsulnia, mert alig vesztett sebességet.
F = m1 * a1

-> minél kisebb a tömeg, annál könnyebb pótolni az elvesztett sebességet (a könnyű kerékpárt könnyebb gyorsítani). De balszerencséje, hogy nagyobb gyorsulást kell elérnie, mert ugyanazon szélerő miatt nagyobb sebességet vesztett, mint nehéz barátja.
F = m2 * a2

Végül mindkét sofőrnek egyformán keményen kell nyomnia a pedált (ugyanolyan erőt kell kifejteni a pedálra). Logikus, mert az az erő, amelyet ellensúlyoznod kell, az az, amelyet a szél hathat rád -> és ez független a tömegtől. Mert például szélturbinával tudom mérni/levezetni. A szél erejének semmi köze a kerékhez.

(már tudja, hogy a gördülési ellenállás nagyobb tömeggel növekszik)

Indokolás:
Először is, a gravitáció nem játszik szerepet, mint fent említettük, mivel normálisan működik a haladási irányhoz képest, és ezért nem befolyásolja a sebességvektort. A kivétel természetesen a megnövekedett súrlódás a központokban stb., De ezt el kell hanyagolni.

Másodszor: Tegyük fel, hogy egy könnyű és egy nehéz kerékpár csak tömegében különbözik egymástól. A könnyű és nehéz kerekeket súrlódási erő (pl. Légellenállás) ellensúlyozza, így a könnyűek nagyobb sebességet veszítenek, mint a nehézek, mert nagyobb tehetetlenségük van. Tehát pont fordítva van, a nehéz is lassabban veszít a sebességből, mégpedig pontosan tehetetlenségéhez és így tömegéhez képest.
Ez természetesen azt jelenti, hogy a nehéz kerékpárt nem olyan könnyű fékezni vagy gyorsítani, mint a könnyűet.

Végül: a kerék rögzített sebességen tartása érdekében a vezetőnek csak kompenzálnia kell a súrlódási erőket.
Ezeket F = m * a = (házszám) 100 N adja meg. A kerékben okozott (neg.) Gyorsulás fordítottan arányos az a = F/m össztömeggel azt jelenti, hogy a könnyű kerekeket erősebben fékezik, mint a nehézeket. Mivel a könnyű kerékpár a sebességváltozást is könnyebben tapasztalja a vezető által kifejtett erő miatt, amely viszont lineárisan függ a gyorsítandó rendszer tömegétől, a tömeg csökken.

Edit: Először el kellett volna olvasnom a bal oldali bejegyzést.

ha CSAK a légellenállást nézed, akkor igazad van.

de nem értem miért hagyod a gravitációt a bal oldalon:(

ha CSAK a légellenállást nézed, akkor igazad van.

de nem értem miért hagyod a gravitációt a bal oldalon:(

egyenes úton lefelé hat, de nem haladási irányban.

egyenes úton lefelé hat, de nem a haladás irányába.

ezért nincs különbség, hogy 20 kg-os betontömböt húzok-e vagy 10 kg-os betontömböt (ugyanazzal a támasztó felülettel és felületi textúrával).
Nem hanyagolnám el a gravitációt;)

Nos, a tömeg már játszik szerepet (kapcsolat F = m.a), de túl kevés. Bár a légellenállás szempontjából jelentéktelen, az agy súrlódása és a gördülési súrlódás a tömegtől függ, mert megváltoztatják a rá ható erőket.
De, mint fent említettük, túl kevés. Összehasonlíthatnád bizonyos magazinok tesztjével, szóval ami megjelenik, azt nagyon szépen meg kell nagyítanod: D
Üdvözlettel

Ezzel a kérdéssel csökken a tömeg (a súrlódás elhanyagolható)!

A betontömb, amelyet meghúz, nem jó példa. A statikus súrlódás a tömeggel növekszik, és ez aztán a húzás irányával szemben hat.

A legegyszerűbb elképzelni: Az a vektor, amely normális egy másik vektorra, soha nem befolyásolhatja ennek a másiknak a mennyiségét. Rendben?

Edith: Csak azt veszem észre, hogy a kezdeti könyvelés nem olyan egyértelmű, hanyagolni kell-e a súrlódást vagy sem? tehát azt mondja, hogy az agy súrlódása és a levegő súrlódása, de nem a gördülési ellenállást vagy hogyan?
Tehát ha a súrlódást nem hanyagolják el, akkor valójában egy kicsit bonyolultabb lesz (természetesen nagyobb tömeg, kissé nagyobb súrlódás az agyakban, stb.), De ennek ellenére nem sok különbség van.

.
Játszik-e a kerékpár tömege abban az erőben, amelyet a valós térben az állandó sebesség fenntartásához használni kell?

ha a súrlódás kizárt:

ilyen körülmények között nincs szükség erőszakra.

légellenállással: ez független a mozgó tárgy tömegétől. (vagyis a sebesség fenntartásához szükséges erőfeszítések változatlanok maradnak, függetlenül attól, hogy milyen nehéz a kerékpár).

A légellenállás a szél sebességétől, a légzárástól, a szélben lévő területtől és a tárgy alakjától/felületétől függ

Először is köszönöm a válaszokat. Természetesen demokratikusan egyszerű többséggel megerősítettnek érzem magam, még akkor is, ha a vélemények még mindig jelentősen eltérnek egymástól .
btw: ki Edith: zavart:

edith egy híres fizikus, aki szereti felülvizsgálni közreműködését. ebből származik a "szerkesztés" kifejezés, amelyet nem szabad összetéveszteni egy azonos nevű hölggyel való szexuális cselekedettel .: D az új írásmód szerint a folyamat meg van írva, azaz h nélkül.

egyébként ez a fizikáról szól, és egyszer a demokrácia valóban elvesztette a nyx-et.

ahaha. az Edit: D. Le akarok esni a székről.

Véleményem szerint a tehetetlenség miatt könnyebb a sebességet tartani a nehezebb kerékpáron. A légellenállás mindkét vezető számára azonos. Ha mindkettő abbahagyná a pedálozást, a könnyebb kerékpár hamarabb leállna. A nehéz kerékpárnak több energiára lesz szüksége ahhoz, hogy elérje ugyanazt a sebességet, mint a könnyű kerékpár.

Ha a motoros most ugyanolyan nehéz mindkét kerékpáron, és az útvonal egyenes, és mindkét kerék + lovas légellenállása megegyezik, akkor a motorosnak kicsit többet kell pedáloznia a könnyebb kerékpáron (még akkor is, ha észrevehetően többet nem;)).

A nehéz kerékpár lassabban veszíti el a sebességet, így igazad van. Nagyobb tömege miatt ugyanakkora energiát veszít, mint a könnyebb. Mindkét sofőrnek azonos mennyiségű energiát kell felhasználnia a sebesség állandó szinten tartása érdekében.

más szavakkal. két v1 és v2 sebesség közötti energiakülönbség nagyobb egy nehéz kerékpár esetében. Ez fordítva azt jelenti, hogy a nehéz kerékpár tehetetlensége miatt lassabb sebességet veszít, de az energiaveszteség ezután mindkét esetben ugyanaz marad.

ahaha. az Edit: D. Le akarok esni a székről.

Nem értek egyet veled. Egyébként ez csak egy gondolatkísérlet, mert figyelmen kívül hagyjuk a releváns erőket, például a súrlódást.

a légellenállás (FL) leküzdése érdekében mindkét versenyzőnek ugyanazt az erőt kell használnia, nevezetesen az ellensúlyt:

V: vetítővászon
cw: dimenzió nélküli ellenállási együttható
v: szélsebesség a körülötte lévő testhez viszonyítva
ρ: a levegő sűrűsége

találós szál juhuuuu!: D
lássuk, mit tudok még a régi HTL időkből * gG *

tehát ha jól értettem a feladatot, akkor az állandó sebességről szól. pozitív vagy negatív irányú gyorsulások nagyon ritkán fordulnak elő.;)

így a szükséges energiáról kezdem a feladatot.
W = F * s

Annak érdekében, hogy az egésznek valamilyen értéke legyen, a légellenállási erõt 20 N-re állítjuk, és mondjuk 10 m távolságra. ez 200Nm szükséges energiát eredményez

az F légellenállási erő mindkét hajtásnál azonos, ha ezt helyesen vettem észre, így a szükséges energiát is azonosnak kell tekinteni.

ha ma felveszem a csapágyak súrlódását
Most néztem ki egy 6201-es csapágy adatait, szerintem nem annyira irreális.
feltételezzük 50:50 terheléseloszlást és tengelyenként 2 csapágyat
a rendszer súlya1 200kg
rendszer súlya2 400kg
(hogy történjen valami: D)

a 6201 csapágy teljes súrlódási nyomatéka 0,00708Nm 50 kg-nál
az egész idő 4 eredmény
0,02832Nm

a 6201 csapágy teljes súrlódási nyomatéka 100 kg terhelésnél
0,0204Nm
az egész idő 4 eredmény
0,0816Nm

Tehát az 1-es vezető, 200 kg-os könnyű súlyunknak 200,02832Nm-re van szüksége
és a 2. pilóta, a 400 kg-os középsúlyunknak 200,0816Nm-ig van szüksége

. hogy tartsa a sebességet.

Természetesen továbbra sincs súrlódás a gumik között. itt az egész nagyon izgalmassá válik: D
Most természetesen beállíthatja az egészet úgy, hogy a két sofőr különböző légnyomással legyen úton. úgy, hogy az érintkezési felülete és ezáltal a lemerülési nyomatéka a lapos gumiabroncs elülső éle felett megegyezik. így ezt a problémát ügyesen megkerülnék!: D

Így nézve mindkettő azonosnak tekinthető. Általában véve, hogy a légellenállás a sebesség négyzetétől függ, és a csapágy súrlódása a sebességtartományainkban szinte lineáris marad.

ennyit a megoldásomról: D;)

.
a rendszer súlya1 200kg
rendszer súlya2 400kg
.

ezek végre tisztességes, robusztus motorok !: D

Tehát az 1-es vezető, 200 kg-os könnyű súlyunknak 200,02832Nm-re van szüksége
és a 2. pilóta, a 400 kg-os középsúlyunknak 200,0816Nm-ig van szüksége
Fuxl

Tehát nem gondolom, hogy a nyomaték és a munka egyszerűen összeadható, mert ugyanaz az egységük van, a nyomaték "útja" egy (állandó) karnak felel meg, és nem megtett távolság.

A következő azért is érdekes, mert releváns a gyakorlat ebben az összefüggésben:
A gondolatkísérlet során ketten együtt kört hajtanak (szopás nélkül). Rövid időre mindketten abbahagyják a lépést, mert az út szélén egy kedves külsejű hölgy vonja el őket. Amint azt már néhány tudós kijelentette, elveszítik mozgási energiájukat és lelassulnak. 5 másodpercnyi egymás mellett nyáladzás után észreveszi a sebességhiányt, és felgyorsul a kezdeti sebességre.
Ami a kérdést illeti: melyik áll előrébb?: ördög:

Valójában mindkettő ugyanaz a rokon lenne. A lassabban haladó vezető hátrafelé energiát "veszítene"! Egész biztosan.

De:
Az "elveszett" rokon energia valójában nem ugyanaz, mivel a sebességváltozás a légellenállás változásához vezet. (Mint fent említettük, a könnyű vezető gyorsabban lassul, így korábban kevesebb légellenállása van. Bár nagyobb sebességet lassít, kevesebb rokonságot fogyaszt. Energiát)

Tehát használja az integrátort: ördög:

Ha tévedek, kitalálom a felbontást
(A gördülősúrlódást és a csapágysúrlódást figyelmen kívül hagyják, csak a légierőt veszik figyelembe)

PS: Magáról a kérdésről mindent elmondtak!
A tömeg nem számít állandó sebességgel a síkban, feltéve, hogy nem vesznek figyelembe gördülési ellenállást és csapágysúrlódást. (és ez néhány km/h-ról elhanyagolható, legalábbis az RR-vel.)
A tömeg akkor sem számít, ha a sebesség nem állandó, amíg a tömeg változatlan és egyenletes.
Ha felfelé vagy lefelé halad, a tömeg természetesen meghatározó.

PPS: Elismerem, hogy nem könnyű két azonos tömegű és különböző súlyú sofőrt egymásnak engedni;-)

Fizikai szempontból egyébként mindent elmondanak, igaz?
. De mindannyian tudjuk, hogy a fejükben meg vannak határozva annak a húzásnak a határai, amelyet a közös kerékpárosnak le kell győznie vagy készen áll legyőzni. ütődés:

. és ott a kerékpáros egyértelműen hátrányos helyzetben van a nehezebb kerékpárja ismeretében, és így lényegesen kevésbé képes => lassabban.;): Rákacsintás: