na cestování vysokou rychlostí je prostě něco vzrušujícího. V průběhu historie se lidé vždy tlačili, aby šli rychleji, ať už pěšky, na koni, na lodi nebo na kole.
téměř každý víkend mohou dnešní milovníci rychlosti žít zprostředkovaně sledováním svých oblíbených závodníků NASCAR po trati rychlostí vzdorující smrti.
možná je to vzrušení v davu nebo možná je to neustálá hrozba nebezpečí, která přitahuje lidi ke sportu., Nebo možná jeho výkony vědy a techniky, které přitahují některé diváky. Jako fyzik, miluji vidět všechny fyzikální principy na displeji během závodu NASCAR.
Rychlost
NASCAR řidiči cestují extrémně vysokou rychlostí, přes 200 mil za hodinu. Urychlit tak rychle, že jim to trvá jen asi 3 až 3,5 sekundy z nuly na 60 mph. Během tohoto zrychlení musí vozidlo vyvinout v průměru 2 600 liber vodorovné síly proti dráze. To je srovnatelné s bite platnost velký Americký krokodýl nebo co to bude trvat, zvednout dospělého buvola.,
podle Einsteinovy teorie speciální relativity, čím rychleji se pohybujete prostorem, tím pomalejší je váš plynutí času. Takže je fér říci, že řidiči speed demon NASCAR stárnou o něco méně než my ostatní. Na konci 3,5 hodinový závod, řidiči ve věku asi 0,5 nanosekund méně než diváci, kteří zůstali stále. Pokud by řidič závodil nonstop rychlostí 200 km / h na příštích 50 let, byl by ve věku 70 mikrosekund méně než my ostatní.,
Zatímco NASCAR řidiči se pohybují neuvěřitelně rychle rychlost ve srovnání s davy v hledišti, jejich rychlosti jsou malé ve srovnání s to, co Einstein měl na mysli–, jako je, jak rychle se světlo může cestovat, 670 milionů km / h. Účinek relativity na trati je malý, ale existuje.
trať
tak jak jsou řidiči schopni získat tyto rychlosti?
Když auto vstoupí do zatáčky, přirozeně chce pokračovat ve směru, kterým původně směřovalo. Chcete-li změnit směr podle křivky oválné dráhy, musí být použita síla.,
potřebná síla pochází z tření mezi pneumatikami a dráhou. Tření je spojení mezi těmito dvěma, které jim brání v klouzání proti sobě.
Tak pro řidiče je to balancování – chtějí, aby pedál na kov, ale nemůžou jít tak rychle na křivky, aby jejich rychlost přemůže manévrovací schopnosti poskytována tření. Jít příliš rychle a tření, nemusí být dost, aby se zabránilo auto od pokračování v původním směru a posuvné rovnou do zdi. Příliš zpomalte a zaostáváte za konkurencí.,
způsob, jakým je trať navržena, může pomoci zde. Zatáčky jsou nakloněny, což znamená, že jsou vyšší na vnější straně trati a nižší směrem ke středu. Část síly silnice tlačí na auto – to, co fyzici nazývají normální silou-pomáhá třecí síle pneumatik a pomáhá vozu, aby se dostal kolem zatáčky.,
Bankovnictví v zatáčkách na některé z nejrychlejších závodních tratí je srovnatelná s strmosti hřiště skluzavka. Bankovnictví na Richmond International Raceway umožňuje automobilů přibližně 1,3 krát rychleji, než by mohli bez bankovnictví. Větší křivky a vyšší bankovnictví, jako ty, které viděl v Daytoně a Talladeze, umožňují řidiči udržet vyšší rychlosti, jako jsou kulaté rohy.
výkon
výkon je míra energie převedená z jedné formy na druhou v nastaveném čase., Ve skladových automobilových závodech je tato konverze z chemické energie uložené v benzínu na kinetickou energii pohybu.
motor NASCAR produkuje kolem 750 koní (560 kW), což přesahuje podobný model pouličního vozu, který dosahuje výkonu kolem 300 koní. Během závodu je výkonová konverze motorů NASCAR přibližně 500krát vyšší než spotřeba energie typické americké domácnosti ve stejném časovém období.
výkon automobilů pochází z hořícího plynu, když se motor otáčí. Rotace motoru NASCAR je 3.,5krát rychlejší než standardní pouliční auto a mnohem efektivnější, což mu umožňuje rychleji spalovat a produkovat více energie.
kolize
s vysokou rychlostí a výkonem skladových automobilů představují riziko nebezpečných kolizí. Některé z nejtěžších havárií v NASCAR registrují kolem 80 g-To znamená 80krát zrychlení gravitace, které vás drží na planetě. Pro perspektivu, Zábavní park jezdí nahoru kolem 6 g.
bezpečnostní prvky se snaží prodloužit čas, vzdálenost a oblast, nad kterou dochází ke kolizi ve snaze snížit tyto vysoké síly., Princip je podobný, jak postupně přichází na stopu je méně nepříjemný než bouchání na brzdy, nebo způsob, postel z hřebíků rozkládá váhu těla na velké ploše versus ležící na jediného hřebíku.
bezpečnější bariéry podél vnější stěny závodní dráhy jsou vyrobeny tak, aby se zmačkaly a rozptýlily sílu havárie na velké ploše. Přední konec samotného vozu je také vyroben tak, aby se zmačkal, což prodlužuje dobu nárazu.
sedadla z uhlíkových vláken v autě absorbují více energie nárazu ve srovnání s hliníkovými sedadly. Stabilizují řidiče ovinutím kolem hrudní klece a ramen a rozloží nárazovou sílu na větší plochu.
5bodový postroj spojuje řidiče s vozem a opět rozšiřuje oblast nárazu. To také připojí řidiče k autu, takže on nebo ona zpomaluje s zmačkaný vůz, spíše než pokračovat vpřed v plné rychlosti až do nárazu.,
příště se vydáte na trať, nebo naladit na TV, zamyšlení, některé z fyziky NASCAR, stejně jako příspěvky vědců a inženýrů, kteří pracují v zákulisí, aby zlepšit rychlost, sílu a bezpečnost tohoto sportu.
tento článek byl aktualizován, aby opravil sílu na trati během zrychlení automobilu.