Jump to content
  • הצטרפו למשפחה

    היי, היי אתה (או את) שם!

    אנחנו יודעים, נחמד להיות אנונימי, ולמי בכלל יש כוח להירשם או להיות עכשיו "החדשים האלה".

    אבל בתור חברי פורום רשומים תוכלו להנות ממערכת הודעות פרטיות, לנהל מעקב אחרי כל הנושאים בהם הייתם פעילים, ובכלל, להיות חלק מקהילת הרכב הכי גדולה, הכי מגניבה, וכן - גם הכי שרוטה, באינטרנט הישראלי. 

    אז קדימה, למה אתם מחכים? בואו והצטרפו ותהיו חלק מהמשפחה הקצת דפוקה שלנו.
     

באותה מהירות הנסיעה : מרחק הבלימה של משאית שווה למרחק העצירה של מכונית ספורט ?


barzelay
שימו לב! השרשור הזה בן 1650 ימים, שזה ממש ממש הרבה. נא המנעו מהקפצה שלו והקפיצו אותו אך ורק אם אתם פותחי השרשור ו/או יש לכם עדכון רלוונטי לנושא. אם יש לכם שאלה, נא פתחו שרשור חדש.

פוסטים מומלצים

באופן אינטואיטיבי נראה לנו כי משקל הרכב משפיע על מרחק הבלימה וגם על יעילות הבלמים , אבל זה לא כך לפחות באופן התאורטי , מתברר כי באופן פיסיקלי למשקל אין השפעה על שני פרמטרים אלה.



אם כך, למה ? :

*** מדוע יעילות הבלימה לא תלויה במשקל הרכב ? ***

*** מדוע מרחק הבלימה לא תלוי במשקל הרכב ? ***

 

מרחק הבלימה של רכב בבלימת חירום הוא המרחק שעובר הרכב מרגע שהנהג לוחץ על דוושת הבלם ועד לרגע שהרכב עוצר עצירה מוחלטת.

מרחק הבלימה תלוי במהירות הרכב והוא מושפע גם מגורמים מכאניים שונים ברכב כמו: מצב הכביש ואיכותו , רטוב או יבש אספלט או בטון וכו..., מצב הבולמים , מצב ואיכות הבלמים , מצב הצמיגים ומידת לחץ אוויר בהם . מחקרים מצאו, שככל שמהירות הרכב גדלה, גדל מרחק הבלימה ביחס הגדלת המהירות בריבוע. כלומר:

אם מהירות הרכב גדלה פי 2 ← מרחק הבלימה גדל פי 4 ואם מהירות הרכב גדלה פי 3 ← מרחק הבלימה גדל פי 9 !! . יצוין כי למשקל הרכב אין השפעה על מרחק הבלימה.מרחקי בלימה שונים בטכניקות בלימה שונות :

1. בלימת במהירות שואפת ל-0

2. בלימת ABS

3. גלגלים נעולים בבלימה

4. בלימת עם פימפום דוושת הבלמים

:

מקדם החיכוך הסטטי בין גומי הצמיג לאספלט הוא קרוב ל-אחד בכביש יבש , תאורטית לפחות סוג החיכוך בין הצמיג המסתובב לכביש הוא "חיכוך סטטי" כי הצמיג לא "נמרח" על הכביש אלא נוגע וללא תנועה יחסית ביניהם כמובן שזה לא בדיוק המצב כי תמיד יש החלקה מסויימת וקטנה (כ-5%) בין הצמיג לכביש. מובן שיש ערכים שונים למקדם החיכוך הדינאמי, כלומר כאשר הצמיג כבר במצב החלקה מלאה .

דוגמא להמחשת ההחלקה בין הצמיג לכביש: ברגע נתון מסוים הרכב נוסע במהירות של 100 קמ"ש, בעצם המהירות ההיקפית של הגלגלים הייתה רק 95 קמ"ש כלומר הגלגלים החליקו על הכביש קדימה הווה אומר נקודת "מרכז הגלגלים" נעו בהחלקה במהירות של 5 קמ"ש יותר מהר ממהירות ההיקפית של הגלגלים ! כלומר הייתה החלקה של 5%.

יצויין כי כדי להשיג בלימה\תאוצה ואחיזת כביש אופטימלית יש לשמור על-5% עד 20% החלקה בין מהירות הגלגל לכביש כך נקבל אחיזת רכב אופטימלית. כמובן שזו עבודתו של יצרן הרכב להנדס כך את תפקוד הצמיגים ומערכת הבלמים .נוסחת כוח החיכוך f=Nu

הנורמל N הוא הכוח הנגדי המגיב למשקל הרכב הפועל באופן אנכי על הכביש כלומר המשקל W שווה ל-N. הנורמל N הוא תמיד מאונך ב-90 מעלות למישור (לכביש) עליו הרכב עומד ולא חשוב אם המשור הוא אופקי או משופע. יצוין כי הנורמל N שווה למשקל W רק כאשר הרכב נוסע בכביש אופקי בלבד . N=W

. לדוגמא -אם רכב במשקל טון נמצא על כביש אופקי הוא מפעיל כוח נורמל השקול לטון אחד, הכביש מפעיל כוח נגדי השקול לטון אחד על הרכב, כוח זה הוא הנורמל הפועל בציר מרכז הכובד והוא כאמור ניצב לכביש. מאחר וסכום הכוחות הוא אפס, לכן המערכת במצב שיווי משקל. אילו לעומת זאת הכביש היה בזווית של 20 מעלות, הכוח שהרכב היה מפעיל על הכביש היה עדיין "כלפי מטה", כלפי מרכז מסת כדור הארץ ליתר דיוק ולכן הכוח הנורמל שהרכב מפעיל על הכביש היה טון כפול קוסינוס 20מעלות הווה אומר קטן יותר ממשקל הרכב.( N=W cos 20)

במישור משופע הנורמל N ניצב למישור המשופע לכן הוא קטן מהמשקל הרכב, במקרה זה למשקל יש השפעה על יעילות הבלימה ועל מרחק העצירה.

מה הם ה-"מרכיבים" של כוח הבלימה ?אסביר שוב מה הוא הנורמל Nשמשתמשים בו לחישוב כוח חיכוך (f=Nu). כאמור, כאשר מדובר במישור אופקי הנורמל N זהה למשקל W משקל שהוא מפעיל על המישור האופקי .(יחידת מידה של המסה היא ב- ק"ג) , אם נכפול את תאוצת הכבידה{m/sec^2} 9.81 במסה m נקבל mg שהוא כוח ביחידות ניוטון.

כאשר עצם כלשהו נע במהירות יש בו אנרגיה קינטית וכוחות התמדה , ככל שהוא שהמסה גדלה גדל כוח ההתמדה ולכן יש צורך בכוח יותר גדול גם בכדי לעצור/לבלום אותו, מצד שני גם כוח החיכוך f בין צמיגים לכביש גדל באותו היחס , כלומר ככל שהנורמל N גדל ( והוא תמיד שווה למשקל הרכב בכביש אופקי) כך גדל כוח החיכוך ואיתו גם כוח הבלימה הגדל אית, כי כוח הבלמה Fb תמיד "קטן עד שווה" לכוח החיכוך f.משאית עם מטען וללא המטען יהיה לה אותו מרחק בלימה , אמרנו כי כוח הבלימה תלוי בנורמלN השווה למשקל (בכביש אופקי !). חשוב לציין כי כאשר הרכב עמוס במטען טמפרטורת הבלמים תעלה ורמת השחיקה של הרפידות/צלחות הבלמים תעלה, כך גם בזמן בלימת רכב הנוסע במהירות גבוהה.

למשאית וגם לרכב פרטי (תאורטית לפחות) יש לשניהם את אותו מרחק בלימה, זאת במידה ולמשאית מורכבים צמיגים בעלי אותו מקדם חיכוך ועל אותו הכביש , בתנאי שהבלמים תקינים ומסוגלים להפעיל מומנט בלימה הקטן/שווה ממומנט החיכוך שהצמיגים מפעילים בכיוון הפוך למומנט הבלימה, זהו למעשה הכלל המנחה הקיים בכל כלי הרכב והוא : מומנט הבלימה קטן/שווה למומנט החיכוך הנוצר בצמיגים בזמן הבלימה וכל זה בשביל למנוע נעילת הגלגלים בזמן בלימה (נעזוב לרגע את מערכת ABS) . אם המומנט שהבלמים יכולים להפעיל על ציר הסיבוב של הגלגלים גדול יותר מהמומנט שיוצר כוח החיכוך המרבי שבין הצמיגים לכביש - הגלגלים ינעלו. יצויין כי מערכת ABS תמנע את נעילת הגלגלים.

נניח שרכב נע במהירות והאנרגיה הקינטית שלו עומדת על KJ 675 , הנהג לחץ על דוושת הבלמים ועצר את הרכב בתום 3 שניות הספק הבלימה יהיה KW 225. כלל ידוע הוא שהספק הבלימה הוא הגדול ביותר ברכב והוא גדול מכל הספקי מכללי הרכב ב-לפחות פי 2.5 מהספק המנוע. האנרגיה הקנטית Ek של הרכב הופכת לחום Q בצלחות הבלמים ....Ek=Qמעט פסיקה:

Mbמומנט הבלימה שווה לכוח F שמפעילות בוכנות משאבת האופן על רפידות הבלמים כפול R רדיוס הדיסקה (הצלחת) של הבלמים .

Fb כוח הבלימה הוא שווה ל-: FB=Wu (בכביש אופקי W=N) חייב להיות שווה לכוח ההתמדה Fi הפועל על הרכב וחייב להיות קטן עד שווה לכוח החיכוך הנוצר בצמיגים בזמן הבלימה.

כוח ההתמדה הוא .Fi=ma,f כוח החיכוך שנוצר בין הצמיג לכביש כפול רדיוס הדינמי Rdy של הצמיג יוצר Mf מומנט חיכוך. Mb חייב להיות קטן עד שווה ל-Mf וזאת כאמור למניעת נעילת גלגלים.נוכיח שמשקל הרכב לא משפיע על מרחק הבלימה:

בואו ונביט בנוסחת מרחק הבלימה S, מרחק זה הוא פונקציה של מהירות הרכב V והתאוטה aבזמן הבלימה לכן למשקל הרכב אין לו שום השפעה על מרחק זה.

נוסחת מרחק הבלימה: S=V^2/2a

מקרא:

S-מרחק הבלימה במטר

V-מהירות הרכב במטר/שניה

a-תאוצת הרכב במטר/שניה בריבוע

אנו שמים לב כי בנוסחה של מרחק בלימה אין זכר למשקל הרכב W !שיטה גרפית לחישוב מרחק בלימה S:Vt/2 = S (שימו לב שזו למעשה נוסחה לחישוב שטח משולש)

לכן - S-ערכו של שטח המשולש הוא מרחק הבלימה

V-מהירות הרכב במטר/שניה

t-זמן הבלימה בשניותב-V (מהירות הרכב) נתון וב-t (זמן הבלימה) נתון נקבל בגף משולש בעל צלעות V ו-t והשטח של המשולש הוא שווה למרחק הבלימה

עכשו נוכיח כי משקל הרכב W לא משפיע על איכות הבלימה :

המקרא שלנו לאותיות הלועזיות:

-N נורמל בניוטון

W-(mg) משקל הרכב בניוטון (W=mg)

-Fb כוח הבלימהבניוטון

- fכוח החיכוךבניטון

u- מקדם החיכוך ללא יחידות

-m מסה של הרכב בק"ג

Fi-כוח ההתמדה של הרכב בניוטון

Mb-מומנט הבלימה בגלגלים בניוטון מטר

Mf מומנט הבלימה בצלחות

V-מהירות הרכב במטר לשניה

t-זמן בשניות

עכשו נבין מדוע משקל הרכב לא משפיע על איכות הבלימה.

סכום כוחות הבלימה וההתמדה שווה לאפס

המשוואה: Fb-Fi=0

סכום כוחות הבלימה והחיכך בצמיגים שווה לאפס:

המשוואה Fb-f=0

מכאןFb=Fi=f

Fb=Nu בכביש אופקי נוכל לרשום את המשווה זו W=mg=N

משקל הרכב שווה לנורמל mg =W מכאן כוח החיכוך שווה f=NUדוע כי : Fi=ma כלומר כוח ההתמדה Fi של הרכב שווה כוח החיכוך f של הצמיגים בזמן בלימה וידוע גם ש- W=N ו-W=mg לכן N=mg ,ידועה לנו הנוסחה של כוח החיכוך : f=Nu , במקום N נכתוב mg

לכן ניתן לכתוב: f=mguניתן לכתוב את הביטויים במשוואה כך : mgu=ma נצמצם את המסה m בשני האגפים ונקבל: g u=a

כלומר המסה של הרכב m מצטמצמת וזו ההוכחה שלמסת הרכב אין השפעה על כוח הבלימה כי היא נמצאת בשני האגפים של המשווה !.רק בכביש אופקי נוכל לרשום את המשווה זו W=mg=Nיעילות הבלימה:

יעילות הבלימה היא מדד חשוב כדי לדעת האם הבלמים של הרכב תקינים. יעילות הבלימה המינימלית המותרת היא 50% ממשקל הרכב . פרט חשוב נוסף והוא – יעילות הבלימה היא קבועה ברכב ללא תלות במשקל הרכב ! , אם משקל רכב גדל אז גדל גם כוח הבלימה באותו היחס. אבל היעילות ברכב נשארת קבועה תמיד באותם האחוזים ללא תלות במסה !.

להלן דוגמא של רכב שנבדקו בו הבלמים על דינמומטר-בלמים : משקל הרכב הוא 1371 ק"ג שהם 13710 ניוטון. כוח הבלימה נמדד בשני גלגלים שעל אותו הסרן בו זמנית , כל הבלימה של כל גלגל חייב להיות לפחות רבע ממשקל הסרן כלומר כוח הבלימה של שני הגלגלים יחדיו חייב להיות לפחות חצי ממשקל הסרן. ההפרש המותר בין גלגל אחד לבין זוגו על אותו הסרן הוא עד 30%

חשוב לציין , ככל שמשקל הרכב גדל כך גדל גם כוח הבלימה ( הטמפרטורה של הבלימה והבלאי עולים בהתאם).

.

בלמי שרות בסרן הקדמי: בגלגל ימין N 3100, בגלגל שמאל N 2680. משקל הסרן הקדמי : N 8110, הפרש הבלימה על אותו הסרן: 13.6%

בלמי שרות בסרן האחורי: גלגל ימין N2150, בגלגל שמאל N1640. משקל הסרן האחורי: N5600, הפרש בבלימה על אותו הסרן: 24%

סה"כ משקל הסרן הרכב : N13710. כוח בלימה ב-4 הגלגלים:

יעילות בלם שרות : 69.7%

יעילות הבלימה ברכב זה חייבת להיות לפחות 50% כלומר 750 ק"גחשוב לציין , ככל שמשקל הרכב גדל כך גדל גם כוח הבלימה כמובן שטמפרטורת הבלימה והבלאי עולים בהתאם למסה ולמהירות הרכב !.בזמן בלימה מרכז הכובד של הרכב נע קדימה וחלק ממשקל הסרן האחורי עובר קדימההגדלת קוטר צלחת הבלימה תגדיל את מומנט הבלימה Mb

 

שנה טובה !!

איש באר שבע שמאוד אוהב אותכם

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

פיזיקה זה מדע נסיוני. אם התיאוריה לא מתאימה לעובדות הנסיוניות, המסקנה היא שהתיאוריה לא נכונה. עובדתית, לא רק שמרחק הבלימה ממהירות קבועה שונה בין מכוניות למשאיות, הוא שונה גם בין מכוניות שונות.

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

לא קראתי עד הסוף, אבל משהו מטריד אותי. אם משקל הרכב לא משפיע אז למה במשאית קוטר צלחות הבלמים גדול משמעותית מאשר ברכב פרטי?

בתור נהג משאית לשעבר, מרחקי הבלימה שונים בין משאית ריקה לבין אותה משאית עמוסה עד לתקרת המשקל המותר.

ההגדרה של מאסה M היא יכולת התנגדות הגוף לשינוי בתאוצה, ככל שמסת הגוף גדלה כך התנגדות הגוף לשינוי גדלה ומכאן נובע שבבלימה שהיא שינוי שלילי בתאוצה, נצטרך להשקיע יותר אנרגיה להאט או ליצור האצה שלילית, בגוף בעל מאסה גדולה מאשר בגוף בעל מאסה קטנה.

 

Sent from my SM-G930F using Tapatalk

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

זה נכון רק אם הדרך והצמיגים שונים ....אם הניסוי יתבצע על אותו סוג דרך ואותם הצמיגים (סוג ואיכות) המרחק יהיה זהה !!!!

איש באר שבע שמאוד אוהב אותכם

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

לא קראתי עד הסוף, אבל משהו מטריד אותי. אם משקל הרכב לא משפיע אז למה במשאית קוטר צלחות הבלמים גדול משמעותית מאשר ברכב פרטי?

בתור נהג משאית לשעבר, מרחקי הבלימה שונים בין משאית ריקה לבין אותה משאית עמוסה עד לתקרת המשקל המותר.

ההגדרה של מאסה M היא יכולת התנגדות הגוף לשינוי בתאוצה, ככל שמסת הגוף גדלה כך התנגדות הגוף לשינוי גדלה ומכאן נובע שבבלימה שהיא שינוי שלילי בתאוצה, נצטרך להשקיע יותר אנרגיה להאט או ליצור האצה שלילית, בגוף בעל מאסה גדולה מאשר בגוף בעל מאסה קטנה.

 

Sent from my SM-G930F using Tapatalk

ככל המסה גדולה גדל יחד איתה כוח הבלימה באותו היחס לכן המסה לא משפיעה !!

לגבי הגודל של הבלמים : יצרן הרכב חייב לבצע חישובים של גודל הבלבים (את כוח ההצמדה של הרפידה לצלחת או למשטח התוף , את קוטר התוף או קוטר הצלחת) כדי להשיג מומנט בלימה הקטן/שווה לכוח החיכוך של הצמיג עם הכביש...... כלומר למסה גדולה דרוש כוח בלימה גדול המתקבל "אוטומטית" (כוח הבלימה שווה למסה כפול מקדם החיכוך שבין הצמיג לכביש) לכן המסה והכוח של הבלימה הם ביחס קבוע , כלומר מסה קטנה שווה לכוח בלימה קטן ולכן מרחק הבלימה תלוי רק במהירות הרכב

משטרת התנועה מודדת את מרחק הבלימה ויודעת בדיוק את מהירות הרכב....אך לעולם לא את מסת הרכב !!!!!!!

עריכה אחרונה על ידי barzelay

איש באר שבע שמאוד אוהב אותכם

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

זה נחמד לתיאוריה בשיעור פיסיקה, אבל המציאות מורכבת הרבה יותר.

הכל מושטט על הפיסיקה.....היצרן מהנדס את הרכב על פי חוקי הפסיקה ...

עריכה אחרונה על ידי barzelay

איש באר שבע שמאוד אוהב אותכם

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

פיזיקה זה מדע נסיוני. אם התיאוריה לא מתאימה לעובדות הנסיוניות, המסקנה היא שהתיאוריה לא נכונה. עובדתית, לא רק שמרחק הבלימה ממהירות קבועה שונה בין מכוניות למשאיות, הוא שונה גם בין מכוניות שונות.

היא כן מתאימה אם התנאים זהים לחלוטין ....כלי הרכב הנבחנים חייבים לנסוע על אותה הדרך ועם אותם סוג ואיכות גומי של צמיגים....

איש באר שבע שמאוד אוהב אותכם

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

ככל שהגוף כבד יותר הכוח המופעל על הצמיג גדל, כוח ההצמדה גדל.

אבל, היחס בין משקל הרכב לשטח הצמיג הנוע בכביש ומשתתף בבלימה קטן ככל שהרכב כבד יותר. רכב פרטי עם נהג 1 מול אותו רכב עם 5 אנשים מבוגרים ועוד 200 ק"ג מטען, היחס בין המשקל הכולל לשטח המגע של הצמיגים בכביש שונה, ז"א שהכוח שהבלמים יכולים להפעיל על הכביש משתנה.

 

Sent from my SM-G930F using Tapatalk

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

זה נכון רק אם הדרך והצמיגים שונים ....אם הניסוי יתבצע על אותו סוג דרך ואותם הצמיגים (סוג ואיכות) המרחק יהיה זהה !!!!

 

רק שבעולם האמיתי צמיגים של משאית וצמיגים של מכונית ספורט לעולם לא יהיו זהים. כשמניחים הנחות כדי לפשט חישוב, צריך לדעת עד כמה הן ריאליות.

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

בר תודה על הפוסט,

הניתוח נחמד אך הפיזיקה התיכונית בה בוצע שימוש לניתוח הבעיה אינו מספיק לניתוח הבעיה ואינו עומד במבחן המציאות.

 

ישנם עוד מרכיבים רבים המשפיעים על הבלימה בינהם גובה מרכז הכובד, חלוקת המשקל, מתלים ועוד.

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

כמו שאמרו רבים לפני, הניתוח הזה לא נכון מיסודו. הוא מניח שהכוח המופעל תלוי רק במקדם החיכון (נכון רק לגופים קשיחים, לא נכון לגופים רכים כמו צמיגים בהם הקשיות של הצמיג ושטח המגע משחקים תפקיד).

בנוסף, ההוכחה מניחה נעילת בלמים, ומתעלמת לחלוטין משינוי מקדם החיכוך בין הרפידות לדיסק ובין הצמיג לכביש כתוצאה מהתחממות שלהם.

"ai motoare capul doare"

שיתוף קישור לתגובה
שיתוף באתרים אחרים

שימו לב! השרשור הזה בן 1650 ימים, שזה ממש ממש הרבה. נא המנעו מהקפצה שלו והקפיצו אותו אך ורק אם אתם פותחי השרשור ו/או יש לכם עדכון רלוונטי לנושא. אם יש לכם שאלה, נא פתחו שרשור חדש.

הצטרף לדיון

ניתן לפרסם הודעה כעת ולהירשם לאתר מאוחר יותר. במידה וכבר יש לך חשבון בפורום, התחבר כעת בכדי לפרסם באמצעות החשבון שלך.

Guest
הגב לנושא זה...

×   התוכן שהדבקת מסוגנן.   הסר סיגנון

  Only 75 emoji are allowed.

×   הקישור שלך הוטמע אוטומטית בגוף ההודעה.   הצג כקישור רגיל

×   התוכן הקודם שלך שוחזר.   ניקוי העורך

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • תוכן חדש...