Мощность и скорость
Мощность характеризует быстроту совершения работы. Следовательно, мощность и скорость движения должны быть как-то связаны между собой. Воспользуемся формулой A=Fs и подставим ее в формулу мощностию Получим:
Этот калькулятор позволяет перевести мощность и момент силы и обратно для заданной угловой скорости
Ниже два калькулятора, которые переводят мощность в момент силы (или крутящий момент) и наоборот для заданной угловой скорости. Формулы под калькулятором.
Момент силы и мощность
Мощность и момент силы
Несколько формул/
Для мощности:
где P — мощность (Ватты или килоВатты), τ — крутящий момент (Ньютон-метр), ω — угловая скорость (радиан в секунду), а точка обозначает скалярное произведение.
Для момента силы:
Угловая скорость в калькуляторе задается в оборотах в минуту, приведение ее к радианам в секунду тривиально:
Масса автомобиля кг.
Время разгона без учета сцепления с дорогой сек.
Мощность двигателя л.с.
Привод:***
передний
задний.
Коэффициент сцепления резины с дорогой Примечание: выбрать из таблицы (столбец замедление) или рассчитать здесь.
Величина потерь в трансмиссии %. (8% — МКПП и РКПП, 15% — АКПП, Моно-привод — 5%, Полный привод — 10%. В сумме: от 13% до 25% )
Время переключения передач сек.(МКПП — 1 с., АКПП — 0,5 с., РКПП — 0,1 с.)
Средняя мощность на преодоление сопротивления воздуха л.с.**
Разгон от 0 до км/ч
Результат:
Сравнительная таблица с техническими данными:
| Марка | Модель | Год Начала Выпуска | Масса, кг. | Мощ-ть, лс. | 0-100 км/ч, с. (офиц.) | Примечания. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BMW | M5 | 2013 | 1945 | 560 | 4,3 | Для разгона до 100 км/ч требуется 3 передачи, необходимо увеличивать время на переключение передач. Видео |
| BMW | 1M | 2011 | 1495 | 340 | 4,9 | |
| BMW | M3 | 2000 | 1570 | 343 | 5,2 | |
| Porsche | Cayenne Turbo S | 2013 | 2170 | 550 | 4,5 | |
| Corvette | ZR1 | 2008 | 1508 | 647 | 3,4 | Разгоняется до 110 км/ч на 1 передаче. По расчетам, для разгона за 3,4 сек. требуется не более 350 л.с. на колесах. При идеальном сцеплении с дорогой, на гоночных сликах должен разгоняться за 2,1 сек. ! |
| Porsche | 911 Turbo S | 2014 | 1605 | 560 | 3,1 | |
| Nissan | GT-R | 2012 | 1750 | 550 | 2,7 | Хаха, Nissan, спасибо класным ребятам из отдела маркетинга за такой впечатляющий разгон! Законы физики? Не, не слышали. Реальный результат 3,3-3,5 сек. Видео |
Примечания:
Зависимость мощность теряющейся на сопростивление воздуху в зависимости от скорости легкового автомобиля. Плотность воздуха принята при температуре 20 градусов, площадь автомобиля 2,65 м2 (легковой), коэффициент лобового сопротивления 0,28.
* На одно переключение (с 1 на 2 передачу) тратится: у АКПП: 0,5 сек., у МКПП в среднем 1 сек. У некоторых автомобилей, например BMW M5 F10 2012, для достижения 100 км/ч требуется еще одно переключение на 3 передачу. В очень редких случаях, например Corvette ZR-1, разгон до 100 км/ч возможен без переключений, на 1 передаче.
** на 100 км/ч у легковых автомобилей потери от сопротивления воздуху около 13 л.с. , среднее значение при разгона от 0 до 100 км/ч — 5 л.с., для джипов средние потери — 10 л.с. Сопротивление воздуху растет нелинейно. На скорости 200 км/ч потери уже порядка 100 л.с.
На полном приводе ускорение, на гражданской резине, достигает 1g, а на заднем только 0,8g. По личным замерам — задняя ось загружается на 75% при разгоне. [Источник: motrolix.com ]
*** Итоговое ускорение не может превышать коэффициент сцепления колес с дорогой. В свою очередь, коэффициент сцепления необходимо корректировать, учитывая привод автомобиля и загрузку ведущих колес. При использовании полного привода итоговый коэффициент равен коэффициенту трения резины. При использовании заднего или переднего привода итоговый коэффициент сокращается на 25 или 50%, в зависимости от того, какой вес приходится на ведущие колеса.
