csak valami izgalmas van a nagy sebességű utazásban. A történelem során az emberek mindig arra törekedtek, hogy gyorsabban menjenek, akár gyalog, lóháton, hajón vagy kerékpáron.
Majdnem minden hétvégén, a mai sebesség szerelmesei éljek egy kicsit néztem a kedvenc NASCAR vezetők verseny a pálya körül a halált megvető sebességgel.
talán a tömeg izgalma, vagy talán a veszély állandó fenyegetése vonzza az embereket a sporthoz., Vagy talán a tudomány és a mérnöki bravúrok, amelyek behúzzák a nézőket. Fizikusként szeretem látni az összes fizikai elvet a NASCAR versenyen.
Speed
NASCAR vezetők utaznak rendkívül nagy sebességgel, több mint 200 mérföld per óra. Olyan gyorsan gyorsulnak, hogy csak körülbelül 3-3, 5 másodpercig tart, hogy nulláról 60 mph-ra menjenek. A gyorsulás során az autónak átlagosan 2600 lbs vízszintes erőt kell kifejtenie a pályán. Ez összehasonlítható egy nagy amerikai krokodil harapási erejével, vagy azzal, hogy mit kell tennie egy teljesen kifejlett bivaly felemeléséhez.,
Einstein speciális relativitáselmélete szerint minél gyorsabban mozog a térben, annál lassabb az idő múlásával. Így igazságos azt mondani, hogy a sebesség démon NASCAR vezetők életkora egy kicsit kevesebb, mint a többiek. A 3, 5 órás verseny végén a járművezetők körülbelül 0, 5 nanoszekundummal kevesebbet öregedtek, mint a nézők, akik még mindig maradtak. Ha egy sofőr megállás nélkül versenyezne 200 mph-on a következő 50 évben, akkor 70 mikroszekundummal kevesebb lenne, mint a többiek.,
míg a NASCAR-vezetők hihetetlenül gyors sebességgel mozognak a lelátókon lévő tömegekhez képest, sebességük kicsi ahhoz képest, amit Einstein gondolt – például hogy a fény milyen gyorsan tud utazni, 670 millió mph. A relativitás hatása a pályán kicsi, de létezik.
A pálya
tehát hogyan képesek a járművezetők megszerezni ezeket a sebességeket?
ahogy egy autó belép egy fordulóba, természetesen folytatni akarja az eredeti irányba. Az ovális alakú pálya görbéjének követéséhez az irány megváltoztatásához erőt kell alkalmazni.,
a szükséges erő A gumiabroncsok és a pálya közötti súrlódásból származik. A súrlódás a kettő közötti kapcsolat, amely megakadályozza, hogy egymás ellen csússzanak.
tehát a járművezetők számára ez egy kiegyensúlyozó aktus – meg akarják tartani a pedált a fémhez, de nem tudnak olyan gyorsan menni egy görbén, hogy sebességük meghaladja a súrlódás által biztosított manőverezési képességet. Ha túl gyorsan haladsz, a súrlódás nem biztos, hogy elegendő ahhoz, hogy megakadályozd, hogy az autó az eredeti irányba haladjon, és egyenesen a falba csússzon. Lassíts túl sokat, és lemaradsz a versenyről.,
a pálya kialakításának módja itt segíthet. A kanyarok a pálya külső oldalán magasabbak, középen pedig alacsonyabbak. Az autóra nyomuló úterő egy része – amit a fizikusok a normál erőnek neveznek-segíti a gumiabroncsok súrlódási erejét, segít az autónak a fordulás körül.,
a leggyorsabb versenypályák kanyarulatai összehasonlíthatók a játszótéri csúszda meredekségével. A Richmond International Raceway Banking lehetővé teszi az autók számára, hogy körülbelül 1.3-szor gyorsabban menjenek, mint banki szolgáltatások nélkül. A nagyobb kanyarok és a magasabb banki szolgáltatások, mint a Daytona és Talladega esetében, lehetővé teszik a járművezetők számára, hogy nagyobb sebességet tartsanak fenn, amikor körbejárják ezeket a sarkokat.
teljesítmény
a teljesítmény az egyik formáról a másikra meghatározott idő alatt átalakított energia mértéke., Raktáron autóverseny, ez a konverzió a benzinben tárolt kémiai energiától a mozgás kinetikus energiájáig terjed.
a NASCAR motorja körülbelül 750 lóerőt (560 kW) termel, ami meghaladja a hasonló utcai autó modelljét, amely körülbelül 300 lóerővel rendelkezik. Egy verseny során a NASCAR motorok teljesítménykonverziója körülbelül 500-szorosa a tipikus amerikai háztartás teljesítményfelhasználásának ugyanebben az időszakban.
az autók teljesítménye égő gázból származik, amikor a motor forog. A NASCAR motor forgása 3.,5-ször gyorsabb, mint egy hagyományos utcai autó, és sokkal hatékonyabb, így gyorsabban küzd, és több energiát termel.
ütközések
a nagy sebességű és teljesítményű állomány autók jönnek a kockázatok veszélyes ütközések. A NASCAR legnehezebb összeomlása körülbelül 80 G-ot regisztrál-vagyis a gravitáció gyorsulásának 80-szorosát, amely a bolygóra tart. A látvány szempontjából a vidámpark 6 G körül halad.
biztonsági elemek megpróbálják meghosszabbítani azt az időt, távolságot és területet, amelyen az ütközés történik, annak érdekében, hogy csökkentsék ezeket a nagy erőket., Az elv hasonló ahhoz, ahogy fokozatosan jön a stop kevésbé zavaró, mint becsapta a fékek, vagy ahogy egy ágy köröm terjed a súlya a tested egy nagy területen szemben fekvő egyetlen köröm.
biztonságosabb akadályok a versenypálya külső fala mentén úgy vannak kialakítva, hogy egy ütközés erejét egy nagy területen szétzúzzák és eloszlatják. Maga az autó elülső vége is összeomlik, ami meghosszabbítja az ütközés idejét.
A szénszálas ülések az autóban több ütési energiát szívnak fel, mint az alumínium ülések. Stabilizálják a vezetőt úgy, hogy a bordák és a vállak köré tekerik, és nagyobb területre terítik az ütközési erőt.
egy 5 pontos heveder összeköti a vezetőt az autóval, ismét elterjedve az ütközés területét. A járművezetőt az autóhoz is csatlakoztatja, így lelassul a gyűrődő autóval, ahelyett, hogy teljes sebességgel haladna előre az ütközésig.,
tehát legközelebb, amikor elindulsz a pályára, vagy bekapcsolódsz a TV-ben, gondolkodj a NASCAR fizikáján, valamint a színfalak mögött dolgozó tudósok és mérnökök hozzájárulásán, hogy javítsd a sport sebességét, erejét és biztonságát.
Ez a cikk frissült, hogy korrigálja az erő a pályán során egy autó gyorsulás.