מה יותר מהיר 0-100 או 60-160

[נמרוד33]

חיים, אני לא חושב שאני זה שמפספס את הנקודה... בוודאי שמהירות היא דבר יחסי, ולכן גם אנרגיה קינטית היא דבר יחסי, זה ברור מאליו, זה הבסיס. כל מה שקשור לאסטרונומיה לא רלוונטי לחישובים פשוטים, פה על פני כדור הארץ. מה לעשות, לרכב שנע ב200 קמ"ש יש פי 4, ולא פי 2 אנרגיה קינטית מאשר לרכב שנע ב100 קמ"ש.

 

בוא נכנה את האנרגיה הקינטית שנובעת מהמהירות של כדור הארץ דרך היקום או מה שלא יהיה, U לצורך הדיון.

 

אזי -

 

א. אנרגיה קינטית של רכב עומד היא U+0

ב. אנרגיה קינטית של רכב במהירות V ביחס לכדור הארץ: U+0.5mv^2

ג. אנרגיה קינטית של רכב במהירות 2V ביחס לכדור הארץ: U+0.5m4v^2

 

ההפרש הוא מה שמעניין, נכון?

 

ההפרש בין ב' לא' הוא: 0.5mv^2

הפרש בין ג' לב' הוא: 1.5mv^2

 

אני חושב שהטעות שלך נובעת מהמיקום של הדלתה בנוסחה. שכח מהנוסחה ותחשוב על מה שההגיון אומר.

 

אגב, אם זה לא נכון, אז גם הנוסחה שמדברת על עליה של ההתנגדות האוירודינמית ביחס לריבוע המהירות לא נכונה, כי זה הרי מבוסס על אותו דבר בדיוק.

[חיים_k]

 

ההפרש הוא מה שמעניין, נכון?

 

אם ההפרש הוא מה שמעניין, אז הוא אמור להיות קבוע לא ? לא משנה איפה נמצא הצופה, נכון ?

 

כלומר, אם אני יושב בתל אביב, על סירה בים, או על השמש, הפרש האנרגיה של המכונית שלנו אמור להיות זהה, לא ? הרי אנרגיה לא משתנה סתם ככה.

 

לשיטתך, בהתאם למיקום מערכת הצירים, הפרש האנרגיות ישתנה. נשמע הגיוני ?

[נמרוד33]

אתה צודק, לא משנה איפה הצופה, בתנאי כמובן שהצופה נמצא באותו מקום.

 

אתה לא צודק בהנחה שההפרש קבוע. זו הנחה מוטעית, שאתה כותב בהתחלה, והיא זורקת אותך לטעות. לך אחורה:

 

 

לכל גוף אתה יכול להגדיר אנרגיה קינטית - חצי מהמסה שלו כפול ריבוע המהירות שלו (ביחס אליך, כמובן!). זו כמות של אנרגיה, בג'אולים.

 

אם מה שמעניין אותך זה הפרש בין כמויות האנרגיה האלו, אין לך ברירה אלא לחשב הפרש בין האנרגיה של הגוף הראשון, שנע במהירות V ביחס אליך, לבין הגוף השני, שנע במהירות 2V ביחס אליך. ככה זה, אין מה לעשות. הדלתאV שהכנסת למשוואה מבלבל אותך, זה לא V2-V1 , ואחרי זה העלאה בריבוע, זה V2 בריבוע פחות V1 בריבוע.

 

זה הכל.

 

וזו לא שיטתי, קטונתי... אם כבר קרדיט, אז תן אותו לאייזק ניוטון.

[חיים_k]

אתה לא צודק בהנחה שההפרש קבוע. זו הנחה מוטעית, שאתה כותב בהתחלה, והיא זורקת אותך לטעות.

 

עדיין לא מסכים איתך.

 

מה שיוצר את שינוי באנרגיה הקינטית של הרכב בזמן התאוצה הוא אך ורק הספק המנוע (אם נתעלם לרגע מהכוחות המתנגדים - אוויר וכו').

 

אם זמן ההאצה ידוע, וההספק ידוע (נניח, למען הפשטות, שמדובר במנוע חשמלי, שנותן תמיד הספק קבוע בכל תחום הסל"ד), אזי גם הפרש האנרגיה ידוע (אנרגיה = הספק * זמן).

 

לא יתכן שההפרש הזה ישתנה בהתאם לנקודת המבט של הצופה, שהרי המנוע אותו מנוע והזמן אותו זמן.

[Lotus Omega]

עדיין לא מסכים איתך.

 

מה שיוצר את שינוי באנרגיה הקינטית של הרכב בזמן התאוצה הוא אך ורק הספק המנוע (אם נתעלם לרגע מהכוחות המתנגדים - אוויר וכו').

אם זמן ההאצה ידוע, וההספק ידוע (נניח, למען הפשטות, שמדובר במנוע חשמלי, שנותן תמיד הספק קבוע בכל תחום הסל"ד), אזי גם הפרש האנרגיה ידוע (אנרגיה = הספק * זמן).

 

לא יתכן שההפרש הזה ישתנה בהתאם לנקודת המבט של הצופה, שהרי המנוע אותו מנוע והזמן אותו זמן.

פה בדיוק קבור הכלב.

 

אי אפשר להתעלם מהכוחות המתנגדים. במהירויות גבוהות הם לא זניחים.

 

אור.

[חיים_k]

פה בדיוק קבור הכלב.

 

אי אפשר להתעלם מהכוחות המתנגדים. במהירויות גבוהות הם לא זניחים.

 

אור.

ידידי אתה מפספס את מהות הוויכוח. אף אחד לא אמר שהם זניחים, תקרא שוב.

 

בגלל שהם לא זניחים זמן ההאצה יהיה ארוך יותר ככל שהמהירות גדלה. לא בגלל עניינים של אנרגיה קינטית.

[Lotus Omega]

ידידי אתה מפספס את מהות הוויכוח. אף אחד לא אמר שהם זניחים, תקרא שוב.

 

בגלל שהם לא זניחים זמן ההאצה יהיה ארוך יותר ככל שהמהירות גדלה. לא בגלל עניינים של אנרגיה קינטית.

א) טעות שלי, תודה שהארת את עיניי.

 

ב) גם לגבי האנרגיה הקינטית, אני חושב שיש הגיון בין דברי נמרוד (ולמען האמת חשבתי על אותו הדבר.)

 

נוסחת האנרגיה הקינטית מבוססת על המהירות בריבוע, לכן ההפרש תלוי בהפרש ריבועי המהירויות, לא במהירויות עצמן, ותידרש אנרגיה גדולה יתר על מנת להגיד למהירות יותר גבוהה.

 

 

אור.

[חנן-ג'יפולוג]

נמרוד תקף את הנושא מלמעלה, מהכיוון של האנרגיה, והוא כמובן צודק, והוא גם כתב שאפשר לתקוף את הנושא מלמטה, מהכיוון של הכוחות.

 

 

הספק הוא כפולה של כוח במהירות. ככל שהמהירות גדלה, הכוח קטן. לכן ככל שמהירות הרכב גדלה, הכוח שפועל להאצה שלו קטן יותר.

 

זה, עדיין לפני שהכנסנו את הנושא של גרר הרכב, אירודינמיות. הגרר הזה יורד מכמות הכוח שזמינה לנו להאצה , עד כדי כך שבמהירות מסוימת כל הכוח מופנה לטובת הגרר ולא נשאר כוח להאצה. השלב הזה נקרא "מהירות סופית" .

[Bartzy]

פורמולה 1 עושה 0 ל100 קצת יותר מהר ממכוניות על. 3 ומשהו שניות. את ה100 קמ"ש הנוספים ל200 לעומת זאת היא עושה ב1.5 שניות.

 

היה על זה סרטון (של קבוצת הפורמולה של רנו לדעתי) שהסביר שאי אפשר לקבל את כל 900 כ"ס של המכונית בתחילת הנסיעה, ולא בגלל הצמדה או דבר דומה (מה הקשר, האוטו לא בתזוזה) אלא בגלל שהאוטו פשוט יתפרפר ויאבד שליטה. מראים את זה גם בכל מיני האצות של פורמולה 1 וגם באיזה סרטון של סירה VS אופנוע ג'י.פי VS פורמולה 1.

 

כשהגלגלים כבר תופסים אחיזה, אפשר להעביר לכביש את כל הכוח של המנוע והאוטו טס ל200 יותר מהר מאשר שהוא הגיע ל100...

 

אז למרות כל החישובים הפיסיקליים... אי אפשר לדעת מה תצורת המכונית ואיך היא בנויה. ברוב המכונית 0 ל100 יהיה יותר מהיר, אבל מי יודע...

[SimonLTZ]

טוב, כדי לסגור את העניין סופית, נשתמש בקצת אמצעי המחשה...

נניח שמשקל הרכב על כדוה"א הוא 1 טון שהם 1000 kg

נניח גם שאין שום סוג של התנגדות בכדוה"א, וגם בין כל מכלולי הרכב, ובכלל, אין חיכוך בעולם... (שתנאים אלו, הם כמובן יתרון למקרה 2).

ובכן, על פי חישוב פשוט של כמות האנרגיות במצבים השונים שבהם יהיה הגוף (המכונית במקרה הנ"ל) או יותר נכון לומר, הפרש האנרגיה בין המהירויות השונות שבהן יהיה הרכב, נוכל לדעת בוודאות למי ייקח יותר זמן (או במילים אחרות - מי מהיר יותר)

מקרה 1 = 0-100

מקרה 2 = 60-160

 

מקרה 1:

 

m = 1000 kg

V2 = 100 km/h

V1 = 0 km/h

 

E= 0.5mV^2

E2= 500 X 10,000= 5000000 J

E1 = 0 J

E2-E1 = 5000000 J

 

מקרה 2:

m = 1000 kg

V2 = 160 km/h

V1 = 60 km/h

E2 = 500X25,600= 12800000

E1 = 500X3600 = 1800000

E2-E1=11000000

 

אם כן, אחרי כל המספרים המפחידים הללו, בהנחה נוספת שמנוע הרכב מאיץ בצורה קבועה תמיד (שוב יתרון למקרה ה 2). הפרש האנרגיה במקרה השני בין המהירויות גדול בהרבה מאשר במקרה הראשון ולכן המקרה הראשון יהיה המהיר יותר.

מחזיר אותי לימי התיכון - נזכרתי במורה שלי לעזאזל!!!

[נהג רגוע]

סליחה על התגובה המאוחרת (ביותר) אבל רציתי לציין לשבח את בטחונו העצמי של מר חיים k.

 

ביטויים שלו כמו "אין שום קשר לאנרגיה קינטית" ו "עד כאן פיזיקה להיום" מצביעים על בטחון עצמי גבוה שהוא תכונה חשובה להצלחה בחיים, בוודאי יותר מאשר ידע בפיזיקה.

אז חיים אמר הרבה דברים נכונים וגם יש לו ידע נרחב, אלא שהשאלה המקורית של השרשור עוסקת בדיוק בהפרש אנרגיות קינטיות.

אם משקל הרכב 1000 ק"ג, אז:

אנרגיה של מהירות (קינטית) במהירות 0 היא : אפס ג'אול או אפס קלוריות.

במהירות 60 היא : 66 קלוריות

ב 100 היא :184 קלוריות

ב160 היא : 470 קלוריות.

ולכן ההפרשים הם: 184 קלוריות עבור תאוצה מ אפס למאה

לעומת 404 קלוריות עבור 60 עד 160.

מה שתאורטית אומר זמן האצה מ100 עד 160 של פי 2.2 מאשר הזמן מאפס למאה.

זה בהנחה שהמנוע מייצר הספק קבוע כל משך התאוצה. דבר זה נשמר בקירוב ע"י ההילוכים, אבל מכונית חזקה תתקל בבעיית פירפור במהירויות נמוכות ולכן לא תוכל לנצל את כל ההספק בהתחלה, דבר שיהפוך את ההפרש בזמנים לפחות דרסטי מאשר פי 2.2 שכתבתי.

מצד שני, התנגדות האוויר שמתחילה להעיק כאשר הרכב מתקרב למהירותו המירבית דווקא תקשה על ההאצה בקטע 140-160 ולכן ההפרש עשוי להיות אפילו גדול יותר מ 2.2 שכתבתי.

כמובן שפורמולה 1 היא סוג של התחכמות מכיון שזהו מקרה של רכב שהתנגדות האוויר מתחת ל 300 לא ממש מזיזה לו הרבה, וגם יש לו בעיה קשה של פירפור אם רק ינסה לנצל את ההספק, והאחיזה שלו רק משתפרת עם המהירות. כמו בסרטון שלה נגד האופנוע והסירה, שהאופנוע פותח 2 מטר יתרון בשלוש שניות הראשונות, ואז הפורמולה נעלמת כמו רקטה.

אגב כמו שענו לחיים, כל הקשקושים בסגנון שכדור הארץ מקיף את השמש במיליון קמ"ש, אז מה כבר ההבדל בין 0-100 או 100-200 הם דבילים. הפרש האנרגיות הוא שמשנה לרכב המבחן שלנו, ואותו חישבתי בהתחלה. אגב, מנוע עם הספק של 100 כ"ס זה כמו להגיד מנוע שמספק 18 קלוריות בשניה. כלומר בערך 10 שניות מאפס למאה [184 קלוריות לחלק ל 18 קלוריות בשניה] .

אגב, המנוע שורף בעצם פי חמש, בערך 90 קלוריות בשניה, פשוט רק 18 מהם דוחפות את האוטו, והשאר מתבזבזות על חימום הבלוק, האגזוז, מי הקירור, האוויר שזורם ברדיאטור והרעש. שימו לב בהליכון בחדר כושר כמה זמן לוקח לכם לשרוף 90 קלוריות. (רמז- הרבה יותר משניה). וגם אתם מבזבזים חלק מהקלוריות לא על דחיפה, כי אם על חימום הגוף, הזעה וכו'