Ch ng IIươ
LÝ THUY T CHUY N Đ NG TH NG C A Ô TÔẾ Ể Ộ Ẳ Ủ
I. Ngo i l c và momen ngo i l c tác d ng lên ô tô trong tr ng h p chuy n đ ngạ ự ạ ự ụ ườ ợ ể ộ
th ng.ẳ
1. S đ t ng quát chuy n đ ng th ng c a ô tô.ơ ồ ổ ể ộ ẳ ủ
Các gi thi t:ả ế
Xe có các c u ch đ ng, xe kéo moóc và moóc kéo b đ ng. S tácầ ủ ộ ị ộ ự
đ ng c a moóc kéo lên ô tô thông qua l c c n kéo moóc.ộ ủ ự ả
Bài toán ph ng; là hình chi u đ ng c a xe. Hai bánh xe c a m t c uẳ ế ứ ủ ủ ộ ầ
coi nh là m t bánh xe.ư ộ
Đ ng có l p ph đ ng nh t.ườ ớ ủ ồ ấ
Bi n d ng c a đ ng và l p đ c tính đ n khi xác đ nh ế ạ ủ ườ ố ượ ế ị
f
P
.
z
P
đi qua tâm tr c bánh xe. S chuy n d i c a l c ụ ự ể ờ ủ ự
z
P
đ c tính đ nượ ế
thông qua momen c n lăn ả
f
M
.
S đ t ng quát.ơ ồ ổ
2. Các lo i l c và momen ngo i l c tác d ng lên ô tô khi chuy n đ ngạ ự ạ ự ụ ể ộ
th ng.ẳ
a. L c c n d c ự ả ố
i
P
.
G
=
sinG
α
+
cosG
α
Thành ph n song song v i m t đ ng gây lên l c c n g i là l c c n d c ầ ớ ặ ườ ư ả ọ ự ả ố
i
P
=
sinG
α
. Khi xu ng d c ố ố
i
P
=
sinG
α
là lo i l c nào?ạ ự
Khi
α
8
π
( rad), coi
cos
α
1,
=
tg
α
B
H
α
=
i
. Trong đó
i
là
đ d c c a đ ng.ộ ố ủ ườ
b. L c c n lăn kí hi u ự ả ệ
f
P
.
L c c n lăn ự ả
f
P
c a xe b ng ủ ằ
C
P
=
i
P
. Nh ta đã th y, l c bi n hi n cho sư ấ ự ể ệ ự
t n hao năng l ng do s bi n d ng c a l p và đ ng. t ng bánh xe, h s c n lăn ổ ượ ự ế ạ ủ ố ườ Ở ừ ệ ố ả
f
=
k
a
r
là khác nhau.
Tuy nhiên trong nhi u tr ng h p, ta coi ề ườ ợ
f
là h ng s v i m i bánh xe.ằ ố ớ ọ
f
P
=
f
.
1cosG
α
+
f
.
2cosG
α
=
f
(
1
G
+
2
G
)
cos
α
=
f
G
cos
α
Tr s c a đ c tr ng cho ch t l ng đ ng xá khá nhau, do đó đ c tr ng choị ố ủ ặ ư ấ ượ ườ ặ ư
s c c n c a đ ng. L c c n t ng c ng c a đ ng ứ ả ủ ườ ự ả ổ ộ ủ ườ
P
ψ
:
P
ψ
=
f
P
+
i
P
=
f
G
cos
α
+
sinG
α
=
G
(
f
+
i
) =
G
ψ
.
ψ
= (
f
+
i
) là
h s c n t ng c ng c a đ ng.ệ ố ả ổ ộ ủ ườ
c. L c c n moóc kéo ự ả
mk
P
.
'
mk
P
là l c kéo c a ô tô tác d ng lên moóc kéo.ự ủ ụ
'
mk
P
=
mkx
P
+
mkz
P
=
'
mk
P
+
'
mk
P
sin
γ
b n ch t gi ng ả ấ ố
x
P
và
z
P
ở
xe kéo.
Ph n l c t moóc kéo tác d ng lên xe kéo ng c chi u v i ả ự ừ ụ ượ ề ớ
'
mk
P
g i là l c c nọ ự ả
moóc kéo
mk
P
.
d. Momen c n lăn ả
f
M
.
Vì d i v đi m đi qua tâm tr c bánh xe trong vùng ti p xúc c a bánh xeờ ề ể ụ ế ủ
_đ ng nên xu t hi n momen c n lăn ườ ấ ệ ả
f
M
v i tâm tr c bánh xe.ớ ụ
f
M
=
1f
M
+
2f
M
=
d
r
f
1cosG
α
+
d
r
f
.
2cosG
α
=
d
r
f
(
1
G
+
2
G
)
cos
α
=
d
r
f
G
cos
α
e. L c c n không khí ự ả
P
ω
.
L c c n chính di n.ự ả ệ
Do ma sát gi a không khí _ v ô tô, gi a các l p không khí v i nhau.ữ ỏ ữ ớ ớ
Do t o vùng chân không sau xe.ạ
P
ω
=
kd
C
ρ
F
2
v
=
2
KFv
Trong đó:
kd
C
_ là h s c n khí đ ng.ệ ố ả ộ
ρ
2
4
Ns
m
� �
� �
� �
F_ di n tích c n chính di n (ệ ả ệ
2
m
)
K_ h s c n không khí. ệ ố ả
Xe du l chị
K
= 0,15
0,3
Xe buýt, thùng kín
K
= 0,3
0,5
Xe t iả
K
= 0,5
0,7
f. L c quán tính ự
j
P
.
Khi xe chuy n đ ng không n đ nh sinh ra l c quán tính ( không n đ nh t nh ti n,ể ộ ổ ị ự ổ ị ị ế
không n đ nh quay).ổ ị
Là l c c n khi xe tăng t c.ự ả ố
Là l c đ y khi xe gi m t c.ự ẩ ả ố
1j
P
_Do gia t c kh i l ng chuy n đ ng t nh ti n c a ô tô.ố ố ượ ể ộ ị ế ủ
2j
P
_Do gia t c kh ng l ng v n đ ng quay c a đ ng c (ch y u làố ố ượ ậ ộ ủ ộ ơ ủ ế
bánh đà).
3j
P
_Do gia t c kh i l ng v n đ ng quay c a h th ng truy n l c.ố ố ượ ậ ộ ủ ệ ố ề ự
1j
P
=
mJ
=
G
g
dv
dt
.
2j
P
=
e e tl tl
k
J i
r
ε η
=
e tl tl
k
J i
r
η
.
e
d
dt
ω
=
e tl tl
k
J i
r
η
.
k
d
dt
ω
tl
i
3j
P
=
1
. .
n
i tl
i tl
id
d i
Jdt r
ωη
=
+
1
1
. .
k
k
j
jd
d
Jdt r
ω
=
V i :ớ
i
J
_momen quán tính kh i l ng chuy n đ ng quay c a chi ti t th ố ượ ể ộ ủ ế ứ
i
trong h th ngệ ố
truy n l c.ề ự
j
J
_momen quán tính kh i l ng quay c a bánh xe th ố ượ ủ ứ
j
trong h th ng truy n l c v iệ ố ề ự ớ
tr c quay c a nó.ụ ủ
j
P
=
1j
P
+
2j
P
+
3j
P
=
δ
G
g
dv
dt
V i 1 + ớ
g
G
2
2
e tl tl
k
J i
r
η
+
g
G
2
2
1
.
n
tl
i tl
ik
i
Jr
η
=
+
2
1
1
.
k
j j
jk
J J r
=
=
δ
Khi c t ly h p ắ ợ
δ
1.
C ng th c th c nghi m: ộ ứ ự ệ
δ
= 1 + 0,05(1 +
2
hi
i
)
d
b
G
G
. (
d
G
tr ng l ngọ ượ
toàn b c a ô tô ng v i t i tr ng đ nh m c, ộ ủ ứ ớ ả ọ ị ứ
b
G
tr ng l ng toàn bọ ượ ộ
c a ô tô ng v i t i tr ng b t kì.)ủ ứ ớ ả ọ ấ
g. Tr ng l ng c a ô tô ọ ượ ủ
G
.
G
=
a
G
+
t
G
a
G
=
0
G
+
nl
G
+
lxe
dn
G
t
G
là tr ng l ng hàng hoá, hành khách.ọ ượ
3. H s c n lăn và các ph ng pháp xác đ nh chúng.ệ ố ả ươ ị
Do bi n d ng đ ng, l p.ế ạ ườ ố
Do t i tr ng đ ng làm tăng bi n d ng.ả ọ ộ ế ạ
Ph ng pháp xác đ nh.ươ ị
Cách 1: cho xe chuy n đ ng n đ nh r i c t đ ng l c. Ta có :ể ộ ổ ị ồ ắ ộ ự
f
P
.
S
=
2
2
mv
δ
f
P
f
=
f
P
G
Cách 2: cho xe chuy n đ ng n đ nh, l c k ch giá tr xác đ nh. Đó chính là ể ộ ổ ị ự ế ỉ ị ị
f
P
f
.
II. Ph n l c pháp tuy n c a đ ng tác d ng lên các bánh xe.ả ự ế ủ ườ ụ
1. Đ i v i xe 2 c u.ố ớ ầ
Dùng ph ng pháp m t hình chi u, cân b ng momen t i đi m ti p xúc c aươ ộ ế ằ ạ ể ế ủ
bánh xe v i m t đ ng đi qua tâm tr c bánh xe, ta tính đ c ph n l c th ng góc ớ ặ ườ ụ ượ ả ự ẳ
1z
P
t i c uạ ầ
tr c và ướ
2z
P
t i c u sau.ạ ầ
( )
1 2
1cos 0
A z i j g f f
M P L P h P P h Gb M M
ω ω α
= + + + − + + =
1
cos ( ) ( sin )
b j g
z
G b fr G P P h
PL
ω
α α
− − + +
=
2
cos ( ) ( sin )
b j g
z
G a fr G P P h
PL
ω
α α
+ + + +
=
Khi xe chuy n đ ng đ u:ể ộ ề
1
( )
b g
z
G b fr P h
PL
ω
− −
=
2
( )
b g
z
G a fr P h
PL
ω
+ +
=
Khi xe đ ng yên trên đ ng b ng:ứ ườ ằ
Xe đ ng yên nên ứ
P
ω
= 0, đ ng ngang ườ
0
α
=
. Ta có:
1z
Gb
PL
=
2z
Ga
PL
=
Và kí hi u ệ
1
G
=
1z
Gb
PL
=
;
2
G
=
2z
Ga
PL
=
.
Đ đánh giá s tăng gi m c a ể ự ả ủ
1z
P
và
2z
P
trong quá trình ho t đ ng, ng i taạ ộ ườ
đ a ra khái ni m h s phân b l i t i tr ng ư ệ ệ ố ố ạ ả ọ
λ
.
1
λ
=
1
1
z
P
G
2
λ
=
2
2
z
P
G
(nh n m nh tăng ho c gi m ! không ph i ấ ạ ặ ả ả
1z
P
>
2z
P
, l n , bé)ớ
2. V i xe 3 c u có treo gi a là h th ng treo cân b ng.ớ ầ ữ ệ ố ằ
Đ a v d ng xe 2 c u r i th c hi n nh ph n trên.ư ề ạ ầ ồ ự ệ ư ầ
3. Ph n l c pháp tuy n c a ô tô nhi u c u ả ự ế ủ ề ầ (không gi ng)ả.