恒定速度公式
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当汽车(或摩托车)沿着水平面从静止状态启动时,有两种不同的加速启动模式,一种是恒定功率,另一种是恒定加速度(牵引力)。但在分析中使用的基本公式是P=Fv和F-f=ma。
让我们从恒定动力模式下的车开始。根据上文所述的基本公式P=Fv和F- F=ma,由于P是常数,所以随着v的增大,F必然减小,a必然减小。所以当汽车刚起步的时候,因为速度接近于零,所以汽车的加速度非常大。但随着速度的增加,牵引力逐渐减小,汽车加速,加速度逐渐减小,直到F=F, a=0,此时v达到最大值。通过对整个过程的分析,我们可以发现恒功率启动的加速方式肯定不是均匀加速。发动机在这个加速过程中所做的功只能用W=Pt来计算,而不能用W=Fs来计算(因为F是一个可变力)。
让我们谈谈恒加速度(牵引力)启动模式。由公式P=Fv和F- F=ma可知,由于F为常数,所以a为常数,汽车沿匀速直线运动。为了使汽车保持匀速运动,即随着v的增大,P也会不断增大,直到P达到额定功率Pm,此时功率不能再增大(因为已经增大到最大值)。此时,匀速加速运动结束,这时汽车要想继续加速,就只能做恒功率变加速度运动。这种模式与上面提到的是一致的。通过分析可以看出,恒牵引加速度的功率一定不是恒定的。在均匀加速时,发动机所做的功只能用W=Fs来计算,而不能用W=Pt来计算(因为P是可变功率)。
通过对比,我们会发现,在日常生活中,经常使用第二种恒加速方式来启动汽车。原因是它既舒适又省油。舒适的原因是加速稳定,省油的原因是动力逐渐增加。对于首次起步模式,经常出现在一级方程式赛车中,因为赛车最需要在最短的时间内加速。
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