Domanda:
Perché un tempo di $ 5-60 mph $ è più lento di $ 0-60 mph $ per alcune automobili?
marathon
2016-08-29 04:06:43 UTC
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Questo non ha molto senso per me, dal punto di vista della fisica. Ho letto alcuni post sul blog sul perché questo è, ma nessuno lo spiega bene o è convincente. "qualcosa-qualcosa lancia controllo. qualcosa-qualcosa computer". Niente in termini di fisica o equazioni.

Ad esempio, la rivista Car and Driver ha testato la Porsche Macan GTS. I $ x-60 $ volte sono:

  • Rolling start, $ 5-60 \; \ mathrm {mph}: 5.4 \; \ mathrm {s} $
  • $ 0-60 \; \ mathrm {mph}: 4.4 \; \ mathrm {s} $

È un secondo intero - circa $ 20 $% più veloce da un dead stop che con un certo slancio - il che sembra piuttosto enorme.

modifica:
ecco l'articolo per questo particolare esempio. Ma l'ho notato con molte auto testate per $ 0-60 $ e $ 5-60 $ volte.

Ecco un altro esempio: un SUV.

Un altro esempio.

E infine, interessante, anche per la Tesla Model S (EV), dove la potenza non dipende dal regime del motore, $ 0-60 $ è ancora leggermente più veloce di $ 5-60. $

Potete fornire un collegamento online all'articolo o caricarne una copia?Mi piace poter verificare i reclami che mi viene chiesto di spiegare.
@sammygerbil sta solo leggendo questo, sembra indovinare e tale di qualsiasi idea reale http://www.nsxprime.com/forum/showthread.php/101957-Why-are-cars-slower-5-60-than-0-60
sì, sembra che potrebbe essere una caratteristica meccanica dell'automobile.Hai assolutamente ragione, se il motore sta erogando un'accelerazione costante, la partenza rotante dovrebbe raggiungere i 60 mph più velocemente.
L'accelerazione può essere diversa in base alla potenza del motore.
Forse l'auto è guidata da un matematico, che frena a 5 mph, riducendo il problema allo 0-60 precedentemente risolto.Più seriamente, vedi l'effetto Mpemba che in alcune situazioni l'acqua calda si congela più velocemente dell'acqua fredda quando esposta allo stesso ambiente.https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect
Come nota a margine, le curve di coppia e potenza per i motori CC sono correlate alla velocità.Guarda questo [sito dall'aspetto terribile] (http://lancet.mit.edu/motors/motors3.html) con molte informazioni tecniche.Il risultato è che un motore elettrico ha la coppia maggiore alle velocità più basse.Mi è capitato di vedere un video di un ragazzo che correva con i bruciatori a gas in una Tesla ed è un'utile dimostrazione di come li lascia nella polvere fuori dalla linea, ma guadagnano su di lui man mano che la gara va avanti.
Il PO imparerebbe facendo qualche ricerca sui sistemi anti-lag.A 5 mph, anche in prima marcia, la mia macchina impiega molto tempo per spingere il turbo e darmi una potenza significativa.Ma su un lancio da fermo posso far girare il turbo alla massima pressione prima che le ruote inizino a muoversi.Nel momento in cui alzo la frizione sorpasso un'auto uguale che ha una partenza in rotolamento di 5 mph.
Come altri hanno affermato, l'avvio a 0 mph di solito comporta l'abbassamento della frizione a un regime ottimale, mentre l'avvio a 5 mph di solito implica che la frizione sia innestata e il motore sia a basso numero di giri.Se dovessi rotolare a 5 mph, quindi rilasciare la frizione a un numero di giri più alto, il tempo 5-60 sarebbe leggermente inferiore rispetto al tempo 0-60.
Non è questa una domanda più adatta per il sito [MV] (http://mechanics.stackexchange.com/)?La "fisica" per questo è davvero una funzione di come funzionano i motori e le trasmissioni.
@Ellesedil Sento che potrebbe funzionare in entrambi.Personalmente, penso che alcune delle migliori domande sulla fisica.SE arrivino sotto forma di "Ecco cosa mi è stato insegnato, ecco come l'ho interpretato, ma la mia interpretazione non è in linea con le prove. Cosa mi manca?"Mi piace l'idea che le persone provino a fondere gli effetti di ordine superiore (come ciò che causa queste differenze di velocità) nella fisica, piuttosto che trattarli come casi speciali in cui la fisica che ci viene insegnata al liceo non si applica!
il cambio del veicolo.fondamentalmente, quando si va a 5 RPM;almeno su un'auto europea manuale, sei alla prima marcia e salire da quella può richiedere molto più tempo del semplice, uhm, "premere a tutto gas", e iniziare con la seconda marcia con oltre 4-5k RPM.
Quattro risposte:
levitopher
2016-08-29 05:33:34 UTC
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Ok, dal link fornito da @ count_to_10, penso che la risposta sia chiara da questa risposta:

Puoi avviare da un punto morto a qualsiasi RPM desideri, mentre da 5 MPH si presume che l'auto sia già in marcia a bassi regimi.

Quando parti da fermo, puoi mandare il motore a qualsiasi regime desideri prima di azionare la frizione per innestare l'asse. Forse potresti abbinare l'attrito statico della superficie per ottenere la massima accelerazione possibile. Quando iniziano a 5 mph, un'altra risposta su quel sito chiarisce che presumono che i tuoi RPM corrispondano al tuo movimento:

"Che ne dici di rotolare a 5 mph e far cadere la frizione come un normale lanciare? Non sarebbe d'aiuto? "
Sì, ma non è così che testano 5-60 o qualsiasi altro rotolamento prove di accelerazione. Questo è il punto di loro: per testare quanto passare potenza che hai già in movimento, con una marcia senza frizione.

Quindi il motore deve muoversi attraverso l'intera gamma di RPM, che richiede più potenza.

Conosco alcuni ragazzi che gestiscono un camion a vapore originariamente costruito negli anni '20.Ha due marce, ma non cambi mai marcia mentre ti muovi.È stato modificato un po 'per sfruttare le strade e i pneumatici moderni: la gamma di velocità è di circa 0-40 mph in marcia bassa e 0-80 in alta.La coppia di un motore a vapore è massima a zero giri / min.Quella bestia può lasciare qualsiasi macchina guidata da un "ragazzo da corsa" in piedi quando cambiano i semafori - ed è ancora più allarmante quando si viene sorpassati da un camion dall'aspetto antico che (rispetto a un'auto alimentata a gas) è * assolutamente silenzioso *.
Se si limitasse a portare il motore al massimo dei giri / min, penserei che un'auto elettrica (dove la coppia e la potenza si accendono completamente a 1 RPM e non ci sono scarichi della frizione a 5000 RPM) avrebbe un tempo di 5-60 più veloce.Tranne che non è così.Tesla modello S 0-60: 2.8s, 5-60: 3.0s.http://www.caranddriver.com/reviews/2015-tesla-model-s-p90d-test-review
Potrebbe valere la pena approfondire l'argomento "[Launch Control] (https://en.wikipedia.org/wiki/Launch_control_ (automotive))".
La maggior parte dei tipi di motore elettrico * inoltre * ha la coppia massima a zero giri / min, da qui il loro utilizzo nelle trasmissioni diesel-elettriche dei treni.Mi aspetto che le auto elettriche abbiano velocità di lancio altrettanto elevate ...
La Tesla può bruciare la gomma a partire da 0?Ciò consentirebbe al suo motore di funzionare ad alcuni giri.I motori elettrici hanno una coppia massima a 0 rpm, ma anche un'efficienza dello 0%, il che significa che c'è MOLTO calore da eliminare, quindi il controller del motore deve controllarlo a basse velocità per controllare l'aumento della temperatura.
Visto altrove oggi (http://mechanics.stackexchange.com/questions/5574/why-do-engines-have-so-much-unused-horsepower?rq=1) La curva di coppia di Tesla è piatta a circa 40 mph, che deve esserelimitato elettronicamente.
Non potresti semplicemente spegnerlo e mandarlo su di giri immediatamente?Una differenza di 1 secondo sembra che un pilota esperto possa superare quella ...
^^ Certo che potresti, ma l'idea è di fare una sorta di test comparativo.0-60 ti dà un'idea di quanto è buono il motore all'avviamento da un punto morto, e 5-60 ti dà un'idea di quanto è buono il motore all'avvio se l'auto è già in movimento.Non vuoi pubblicare dozzine di statistiche per situazioni specifiche nel tuo annuncio, giusto?
È del tutto possibile che la differenza tra il tempo 0-60 e il tempo 5-60 nella Tesla sia un errore di misurazione e / o l'impatto di variabili ambientali casuali e / o errori della procedura di test.L'articolo sull'auto / conducente dice che fanno il test solo due volte.Dovremmo davvero ottenere dati su centinaia di questi test prima di essere troppo elaborati per una discrepanza di 0,2 secondi.
Sebbene questa risposta spieghi cosa viene misurato, non credo che ci sia alcun buon argomento che giustifichi ciò che viene misurato come una quantità rilevante."Rollare" con la frizione innestata a 5 mph non ha nemmeno senso, e non è certamente qualcosa che qualsiasi guidatore esperto che cerchi di raggiungere rapidamente l'alta velocità (ad esempio per immergersi nel traffico) farebbe.Rotoleresti a 5 mph con la frizione premuta e il motore a regimi elevati ed eseguirai un rilascio controllato della frizione quando sei pronto per iniziare ad accelerare.
^^ Come abbiamo detto prima, non si tratta davvero di "cosa faresti se stessi guidando", ma solo di una misura di ciò che il motore può fare senza troppo intervento umano.Potrebbe essere meglio avere due misure 0-60, una che inizi con l'asse completamente fermo e l'altra con un pilota esperto al volante.Voglio dire, il fatto stesso che i tempi siano diversi significa che misurano qualcosa di diverso sul motore.Quali condizioni alternative vorresti vedere?
Sembra che il problema sia davvero nel nome.A partire da 5 non è il requisito.A partire da inattivo è il requisito.Definirlo un test 5-60 invita ad abusi.
John Alexiou
2016-08-29 08:10:57 UTC
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All'avviamento al rotolamento non c'è slittamento delle gomme o giri di giri sul motore e quindi la corsa inizia a bassi regimi dove il motore produce meno potenza.

Un avviamento rotante potrebbe avere il motore a 2000 giri / min che produce ad esempio 200 lb-ft (o 76 CV) con conseguente 0,45 g di accelerazione a 5 mph (questo esempio produce un'accelerazione pari a 0,002253 volte la coppia prodotta).

Con un lancio da zero il motore viene prima su di giri, poi la sua energia cinetica viene trasferita all'auto producendo i primi 5 mph quasi istantaneamente. A questo punto la frizione sta ancora slittando o le gomme girano permettendo al motore di essere a circa 4500 giri / min. La maggiore velocità del motore e la coppia leggermente superiore (come 220 lb-ft) si traducono in una potenza del motore significativamente più elevata a circa 188 CV (Potenza = Coppia × RPM / 5250). Parte di questa potenza viene persa a causa dello slittamento della frizione / pneumatico, quindi le ruote ne vedono il 50% -60% o 113 CV. Allo stesso 5 mph questa potenza alle ruote significa circa 0,67 g di accelerazione (o 0,0030 volte la coppia prodotta) o il 35% in più.

In sintesi,

  • Avviamento al volo: il motore si blocca e ci vuole tempo per raggiungere la "fascia di potenza". Accelerazione massima decisa solo dalla coppia del motore.

  • Lancio: mantieni il motore a girare nella "gamma media" e la frizione a slittamento o le gomme che ruotano abbastanza per adattarsi alla trazione disponibile.

0,45 g / 200 lb-ft non è un numero adimensionale.Hai dimenticato le unità su 0,002253 g / lb-ft.
No non lo è.È un esempio per mostrare come lo slittamento della frizione cambia un valore che dovrebbe essere costante.La formula $$ \ frac {a} {T} = \ frac {\ omega} {m v} $$ lo mostra perché la velocità del motore $ \ omega $ e la velocità del veicolo $ v $ sono normalmente proporzionali l'una all'altra.
200_success
2016-08-29 22:53:20 UTC
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Non è tanto una questione di fisica quanto di meccanica.

Il benchmark 0–60 mph è comunemente citato nelle pubblicazioni per gli appassionati di auto.Come con qualsiasi benchmark, i produttori cercheranno di ingannare il sistema.Le fantastiche auto sportive hanno sistemi di launch control: se l'auto parte da ferma e l'acceleratore è a terra, allora entra in gioco la programmazione speciale, con cambiate estremamente aggressive e messa a punto del motore, senza riguardoper considerazioni usuali come la longevità e le emissioni.

Fondamentalmente, è un po 'come Volkswagening un test, ma meno malvagio poiché il test case si verifica raramente nella vita reale.Probabilmente, se la tecnica di messa a punto raggiunge il risultato desiderato di massimizzare l'accelerazione a qualsiasi costo, allora non è un imbroglio.

Steve Heim
2016-08-29 13:27:38 UTC
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Le risposte sono corrette, ma solo a guardarle da una prospettiva matematica (che penso sia dove inizia la confusione):

In effetti sembra strano che partendo dalla velocità $ v_ {5} >0 $, il tempo minimo sia maggiore, poiché la traiettoria a partire dalla condizione iniziale $ v_0 = 0 $ passerà forzatamente per $ v_ {5} $;
questo indicherebbe che $ v_ {5} $ è un punto che giace sulla stessa orbita di $ v_0 $, e quindi dovrebbe seguire lo stesso percorso ed essere semplicemente una sotto-traiettoria (sottosegmento) che termina nello stesso punto $ v_ { 60} $. Ciò deriva dal principio di ottimalità (vedi sotto), o da un punto di vista dinamico guardando lo spazio degli stati come un campo vettoriale: le orbite (e quindi le traiettorie) non possono incrociarsi.

La spiegazione è che $ x, v $ (dove $ x $ è la posizione e $ v $ è la velocità) non costituisce l'intero spazio degli stati: per essere precisi, dobbiamo aumentare lo spazio degli stati con cose come la velocità angolare delle ruote (RPM), così come interruttori discreti nella dinamica dovuti ai cambi di marcia, ecc. Ciò consentirebbe al campo vettoriale di cambiare, e quindi eviterebbe il problema di quello che sembrava lo stesso punto nel campo vettoriale che scorre alla stessa condizione di terminazione seguendo due diverse orbite.

Una spiegazione intuitiva del criterio di ottimalità (direttamente dal libro di Bertsekas "Programmazione dinamica e controllo ottimale I"):

supponiamo che passi il percorso più veloce da Los Angeles a Boston attraverso Chicago. Il principio di ottimalità si traduce nell'ovvio fatto che la parte del percorso da Chicago a Boston è anche la percorso più veloce per un viaggio che parte da Chicago e termina a Boston.

Nel tuo esempio, i punti nello spazio degli stati sono equivalenti alle città nell'esempio intuitivo.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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