Der er bare noget spændende ved at rejse i høje hastigheder. Gennem historien har folk altid presset sig til at gå hurtigere, hvad enten det er til fods, på hesteryg, på en båd eller på cykel.
næsten hver .eekend kan dagens hastighedselskere leve vicariously ved at se deres foretrukne NASCAR-chauffører køre rundt på banen ved dødsforagtende hastigheder.
måske er det spændingen i mængden, eller måske er det den konstante trussel om fare, der trækker folk til sporten., Eller måske er det Videnskab og teknik, der trækker nogle tilskuere ind. Som fysiker elsker jeg at se alle fysikprincipperne på displayet under et NASCAR-løb.
hastighed
NASCAR-chauffører rejser med ekstremt høje hastigheder, over 200 miles i timen. De accelererer så hurtigt, at det kun tager dem omkring 3 til 3, 5 sekunder at gå fra nul til 60 mph. Under denne acceleration skal bilen udøve et gennemsnit på 2.600 lbs vandret kraft mod sporet. Dette kan sammenlignes med bidkraften fra en stor amerikansk krokodille eller hvad det ville tage for at løfte en fuldvoksen bøffel.,
ifølge Einsteins teori om speciel relativitet, jo hurtigere du bevæger dig gennem rummet, jo langsommere er din tid. Så det er rimeligt at sige, at speed demon NASCAR-chauffører alder en meget lille smule mindre end resten af os. Ved afslutningen af et 3, 5 timers løb har chaufførerne alderen omkring 0, 5 nanosekunder mindre end de tilskuere, der forblev stille. Hvis en chauffør kørte nonstop ved 200 mph i de næste 50 år, ville han alder 70 mikrosekunder mindre end resten af os.,mens NASCAR-drivere bevæger sig med utroligt hurtige hastigheder sammenlignet med folkemængderne på tribunen, er deres hastigheder små sammenlignet med hvad Einstein havde i tankerne – som Hvor hurtigt lys kan rejse, 670 millioner mph. Effekten af relativitet på banen er lille, men den eksisterer.
sporet
så hvordan er drivere i stand til at opnå disse hastigheder?
når en bil kommer ind i en sving, vil den naturligvis fortsætte i den retning, den oprindeligt gik. For at ændre retning for at følge kurven for det ovale formede spor, skal der påføres en kraft.,
den nødvendige kraft kommer fra friktionen mellem dækkene og sporet. Friktion er forbindelsen mellem de to, der forhindrer dem i at glide mod hinanden.
så for chauffører er det en balancegang – de vil holde pedalen til metallet, men de kan ikke gå så hurtigt på en kurve, at deres hastighed overstyrer manøvreringsevnen, der leveres af friktion. Gå for hurtigt, og friktionen er muligvis ikke nok til at forhindre, at bilen fortsætter i sin oprindelige retning og glider lige ind i væggen. Sænk for meget, og du falder bag konkurrencen.,
den måde sporet er designet kan hjælpe her. Svingene er banket, hvilket betyder, at de er højere på ydersiden af banen og lavere mod midten. En del af kraften på vejen, der skubber op på bilen – hvad fysikere kalder den normale kraft – hjælper dækets friktionskraft og hjælper bilen med at gøre det rundt om svinget.,
Banking i svingene på nogle af de hurtigste racerbaner kan sammenlignes med stejlheden i en legeplads dias. Banking på Richmond International Race .ay gør det muligt for biler at gå cirka 1.3 gange hurtigere end de kunne uden bank. Større kurver og højere Bank, som dem, der ses på Daytona og Talladega, giver chaufførerne mulighed for at opretholde en højere hastighed, når de runde disse hjørner.
effekt
effekt er et mål for energi konverteret fra en form til en anden i et bestemt tidsrum., I stock car racing er denne konvertering fra den kemiske energi, der opbevares i ben .in til den kinetiske energi i bevægelse.en NASCAR-motor producerer omkring 750 hestekræfter (560 k.), som overstiger en lignende model gadebil, der topper omkring 300 hestekræfter. Under et løb, magt konvertering af en NASCAR motorer er omkring 500 gange strømforbruget af den typiske amerikanske husstand i samme periode.
bilernes kraft kommer fra brændende gas, når motoren roterer. Rotationen af en NASCAR motor er 3.,5 gange hurtigere end en standard gadebil og meget mere effektiv, så den kan forbrænde hurtigere og producere mere strøm.
kollisioner
Med den høje hastighed og magt lager biler kommer risikoen for farlige kollisioner. Nogle af de sværeste nedbrud i NASCAR registrerer omkring 80 G – er-det vil sige 80 gange tyngdeaccelerationen, der holder dig til planeten. For perspektiv, Forlystelsespark rides top ud omkring 6 G.
sikkerhedselementer forsøge at forlænge den tid, afstand og område, som enhver kollision finder sted i et forsøg på at sænke disse høje kræfter., Princippet ligner den måde, som gradvist kommer til et stop, er mindre skurrende end at smække på bremserne eller den måde, en seng af negle spreder vægten af din krop over et stort område versus liggende på en enkelt søm.
sikrere barrierer langs ydervæggen af racerbanen er lavet til at smuldre og sprede et crash kraft over et stort område. Den forreste ende af bilen selv er også lavet til at smuldre, hvilket forlænger slagtidspunktet.
kulfibersæder i bilen absorberer mere slagenergi sammenlignet med aluminiumssæder. De stabiliserer føreren ved at vikle rundt om ribbenburet og skuldrene og sprede slagkraften over et større område.
en 5-punkts sele forbinder føreren med bilen og spreder igen slagområdet. Det fastgør også føreren til bilen, så han eller hun bremser med den krøllede bil i stedet for at fortsætte fremad i fuld hastighed indtil påvirkning.,
så næste gang du hovedet til sporet eller tune ind på TV, overveje nogle af fysik NASCAR, samt bidrag fra forskere og ingeniører, der arbejder bag kulisserne for at forbedre hastigheden, magt og sikkerhed af sporten.
denne artikel er blevet opdateret for at rette kraften på sporet under en bils acceleration.