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F = m a,即合力 = 质量 x 加速度;同理可得:加速度a = 合力F / 质量m。
* 要注意的是加速度不是速度:速度快、加速度未必大,速度慢、加速度未必小,这些不懂的需自行科普。
车辆负载(质量)一定,放在爬坡上,合力中的阻力主要有重力、滚动阻力、风阻,而牵引力(克服一切阻力行进)只有来自发动机扭矩——扭矩经变速箱和末级传动放大,最后作用于车轮半径成为向前的动力。
这个动力的主要变化因素来自变速箱,其次才是不同转速下发动机扭矩的差异。一个简单的实例:你乘车1档可以怠速起步,而5档拉到最大扭矩转速也很难起步,就是这个道理;发动机在怠速和最大扭矩转速时候轮上扭矩的差异,要远远小于1档和5档时候轮上扭矩的差异。
前面有朋友质疑“提速靠扭矩”,应该是认为提速靠功率。我想是因为混淆了加速度(提速)和速度的区别,上面这个实例可以给出很好的解释。
因为怠速下发动机功率相比最大扭矩/功率转速下的功率,也就十分之一甚至更少(怠速下油门开度很小、而最大功率/扭矩都是全油门);如果说提速靠功率,是无法解释功率小的怠速情况下能一档起步,而全油门最大功率转速下5档却起不了步的情况——因为影响提速(包括起步)实际原因是扭矩(轮上扭矩)。
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顺带说下“极速靠功率”。
这个也是不该有疑义的。P = F V,功率 = 力 x 速度;同理,速度V = 功率P / 力F。
* 这里要理解的是极速的概念,极速是车辆提速到一定地步、速度无法再提高了,是车辆在某路况和负载下达到的最高速度,此时只能以此速度作匀速运动。
在提速过程中,发动机的牵引力 > 各种阻力,因此有加速度a的存在;而在极速时,发动机牵引力做的功完完全全被风阻等各种阻力消耗为0,因此速度无法再提升(极速时候的阻力,风阻占了很大比重,因为其它阻力如重力、滚动阻力等基本都是不变的,而风阻是随速度提高而变得越来越大)。这时发动机最大功率 = 各种阻力的功率。
有的人可能举反例,说比如1档时候最高功率转速下的极速,跟5档最高功率转速下极速比低很多,这个是因为变速箱速比制约了1档的最高速度,而最高档的速比是超过其极速状态下转速范围的。
除了风阻,路况和负载也足以影响极速。平路跟上坡路和下坡路就不同,硬化路路跟沙漠里也不一样,单人独骑跟跟拉上几百公斤也不一样……
综上,只要本着基本物理公式及其应用范围,提速与极速的各种疑问便都可迎刃而解了~~
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