Vì sao cùng tốc độ GPS nhưng xe đi ngược gió có thể cần lực kéo lớn hơn?

Giải thích nguyên lý

Lực cản không khí phụ thuộc chuyển động tương đối giữa xe và không khí, không chỉ tốc độ xe so với đất. Hai lượt có cùng tốc độ GPS nhưng hướng gió khác có thể có tốc độ tương đối khác. Khi dùng một mô hình cản đã cho, cần đổi đúng hệ quy chiếu trước khi tính lực.

Ví dụ tính từng bước

Xe mô hình đi đều 10 m/s so đất. Gió cùng chiều 3 m/s cho tốc độ xe so không khí 7 m/s; gió ngược 3 m/s cho 13 m/s. Giả sử độ lớn cản là 0,10v tương đối², với hệ số 0,10 kg/m, hai lực cản là 4,9 N và 16,9 N. Công suất cơ học tối thiểu để bù riêng lực này trong hệ đất là 49 W và 169 W khi xe vẫn đi 10 m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Công suất bù lực lên xe trong hệ đất dùng vận tốc xe 10 m/s, không tự lấy vận tốc tương đối không khí để thay. Cũng chưa tính lực cản lăn hoặc các tải khác.

Tự kiểm tra

Ở không khí đứng yên, mô hình cho lực cản 10 N và công suất bù 100 W.

Điều kiện áp dụng

Gió dọc đường đều, hệ số cản được giả định không đổi, mô hình không mô tả thông số một xe thực.

Đọc hình minh họa

Hai xe cùng tốc độ so đất, các mũi tên gió thuận và ngược làm tốc độ tương đối là 7 và 13 m/s; lực và công suất được đặt đúng từng trường hợp. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Dù tăng lực cản để giảm tốc độ rơi thế nào Định luật II Newton viết dưới dạng vectơ thế nào