Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2008-12-09, 13:41
  #1
Medlem
Futilebreeds avatar
En tanke slog mig när jag cyklandes från skolan på den isbelagda vintergatan och tryckte till lite extra på pedalerna och fick spinn.
Utan att behöva göra vidare praktiska försök så började jag fundera på varför det är svårare att få spinn när man har högre hastighet, vilket vi förhoppningsvis känner rätt intiutivt efter att ha sladdat i ungdomens dagar.
Fysikintresserad som jag är så gick det väl bra att på ett förståeligt sätt förklara ungefär vad som skiljer kraften som behövs för spinn vid hastighet v m/s och friktionskraften däck/underlag a N, och kraften som behövs från stillastående.
Men ju mer jag funderade över det, ju svårare känndes det att faktiskt förutsäga när spinn kommer uppstå. Nu pratar jag inte endast om cyklar, utan om allt som har liknande scenario, bilar, lameller i växellådor osv.
Jag blev riterad på att det inte kändes intiutivt och jag försökte ställa upp det på papper.

Problemen jag stötte på när jag försökte ställa upp någon slags formel för det hela:
I Vi har rotation, objektet ( hjulet, bilen ) tenderar att vilja rulla när man tillför kraft till hjulaxeln

Ett system där bilen som ska spinna står mot en vägg torde vara relativt lätt att beräkna. Då krävs endast att kraften vid däcken överstiger friktionskraften, och vi har spinn.
Eftersom bilen/cykeln får rulla i någon riktning så blir det genast svårare att säga hur hårt du måste trampa/gasa för att få spinn.

II Spinn kan innefatta att hjulet roterar med olika hastigheter medans objektet färdas framåt, även att objektet står helt still under spinnen.
III Friktionen förändras medans man spinner.

Ni förstår säkert poängen i att det finns massor med knepiga faktorer som spelar in. Kanske är det bara jag som gör något lätt väldigt svårt, eller så är faktiskt svårberäknat. Hursomhelst så verkar det som att det är utom min intiution.


Frågeställningen är alltså: Hur beräknar man kraften/vridmomentet som behövs för att försätta ett hjul med friktionen F, tyngden m,intialrotationshastigheten ω och luftmoståndet F2.

Det behöver inte vara en "korrekt" formel, utan jag ser gärna att man ställer upp hur de olika beror av varandra på ett vettigt sätt. Alternativt bekräftar att det är svårberäknat.

Mvh..
__________________
Senast redigerad av Futilebreed 2008-12-09 kl. 13:45.
Citera
2008-12-09, 14:51
  #2
Medlem
alinds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Futilebreed
...varför det är svårare att få spinn när man har högre hastighet, vilket vi förhoppningsvis känner rätt intiutivt...

En tanke; Kan det inte vara så att det just är en skjuvkraft i kontaktytan som är det utlösande? Högre hastighet skulle då innebära att du har en högre växel och således kräver en större pedaltryckning för att åstadkomma samma kritiska skjuvkraft.
Citera
2008-12-09, 15:07
  #3
Medlem
curdmans avatar
Orkar inte börja räkna men för att förklara det snabbt: Ju högre hastighet du har på bilen desto högre utväxling har du. Växellådan används för att förändra vridmomentet från motorn och när du kör på en låg växel är vridmomentet till hjulen som högst och tvärtom när du kör på en hög växel. Därför blir det lättare att få hjulen att spinna då. Till skillnad mot effekten (hästkrafterna) som inte förändras genom en växellåda.
Citera
2008-12-09, 15:17
  #4
Medlem
Futilebreeds avatar
Jo, så är det. Hjulaxeln har mindre vridmoment vid högre hastigheter och har därför svårare att övervinna friktionen. Men hur räknar man på det?
Citera
2008-12-09, 15:19
  #5
Medlem
Futilebreeds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av alind
En tanke; Kan det inte vara så att det just är en skjuvkraft i kontaktytan som är det utlösande? Högre hastighet skulle då innebära att du har en högre växel och således kräver en större pedaltryckning för att åstadkomma samma kritiska skjuvkraft.

Jo precis, det utlösande måste vara att överkomma friktionskraften med "skjuvkraften", men objektet vill röra sig framåt vilket motverkar spinnen.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback