Жолдың немесе беткейдің еңісуі және қисындағы бұрылыс
Banked turn
Жолдың еңісі: бұрылыстарда көліктің қисайюы, жол төсемінің көлбеулігі. Бұл үйкеліс күшін азайтып, қауіпсіздікті арттырады. Жол еңісі бұрылыстарды жеңілдетеді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жолдың немесе жазық емес беттің еңісі
Inclination of road or surface other than flat
Бұрылыс немесе бағыт өзгеруі кезінде көліктің еңіске ие болуы (әдетте бұрылыстың ішкі жағына қарай) – бұл қисайған бұрылыс немесе бағыт өзгеруі. Жолдар мен теміржолдар үшін мұндай еңіс көбінесе жол төсемінің қисықтың ішкі жағына қарай көлденең төмен қарай бағытталған болуымен байланысты. Еңіс бұрышы – көліктің бойлық осіне қатысты көлденең жазыққа шағылысқан бұрыш.
A banked turn (or banking turn) is a turn or change of direction in which the vehicle banks or inclines, usually towards the inside of the turn. For a road or railroad this is usually due to the roadbed having a transverse down slope towards the inside of the curve. The bank angle is the angle at which the vehicle is inclined about its longitudinal axis with respect to the horizontal.
Тегіс беттерді қосу
Егер банк бұрышы нөл болса, беті тегіс болады және нормальдық күш тік жоғары бағытталған болады. Көлікті жолында бұруға мәжбүрлейтін жалғыз күш – үйкеліс немесе сүйреу. Бұл күш центростремител күшті қамтамасыз ету үшін жеткілікті болуы керек, бұл қатынасты теңсіздік түрінде көрсетуге болады, егер автомобиль радиусы *r* болатын шеңбер бойымен қоз алса:
If the bank angle is zero, the surface is flat and the normal force is vertically upward. The only force keeping the vehicle turning on its path is friction, or traction. This must be large enough to provide the centripetal force, a relationship that can be expressed as an inequality, assuming the car is driving in a circle of radius :
Оң жақ бөлігі – центростремител үдеу массаға көбейтілген шама, көлікті бұру үшін қажетті күш. Сол жақ бөлігі – максималды үйкеліс күші, ол үйкеліс коэффициентінің нормальдық күшке көбейтілгеніне тең. Максималды бұрылу жылдамдығын есептеу үшін:
The expression on the right hand side is the centripetal acceleration multiplied by mass, the force required to turn the vehicle. The left hand side is the maximum frictional force, which equals the coefficient of friction multiplied by the normal force. Rearranging the maximum cornering speed is
Мұндағы үйкеліс коэффициенті статикалық немесе динамикалық болуы мүмкін. Соңғы жағдайда, көлік бұрылыста сырғанаса, үйкеліс шегіне жетеді және теңсіздік теңдеуге айналады. Бұл сонымен қатар, нормальдық күшті және бұрылу жылдамдығын арттыра алатын, мысалы, аэродинамикалық күш сияқты факторларды ескермейді.
Note that can be the coefficient for static or dynamic friction. In the latter case, where the vehicle is skidding around a bend, the friction is at its limit and the inequalities becomes equations. This also ignores effects such as downforce, which can increase the normal force and cornering speed.
Қиынсыз бұрылу
Тегіс шеңбер бойымен жүретін көлікке қарағанда, еңкейген жиектер көлікті өз жолында ұстап тұратын қосымша күшті қосады, соның арқасында машина шеңберге "сүрініп" немесе "ығысып" кетпейді (немесе пойыз дөңгелегі дөңгелектің ішкі жиегіне (фланга) тиіп қозғалмайды). Бұл күш – көліктің нормальді күшінің көлденең компоненті (N). Ұқсас жағдайда, дөңгелектің ортасына қарай көлікке әсер ететін жалғыз күш – нормальді күш. Сондықтан Ньютонның екінші заңына сәйкес, нормальді күштің көлденең компонентін массаға көбейтілген центростремителдік үдеуге теңеуге болады:
As opposed to a vehicle riding along a flat circle, inclined edges add an additional force that keeps the vehicle in its path and prevents a car from being "dragged into" or "pushed out of" the circle (or a railroad wheel from moving sideways so as to nearly rub on the wheel flange). This force is the horizontal component of the vehicle's normal force (N). In the absence of friction, the normal force is the only one acting on the vehicle in the direction of the center of the circle. Therefore, as per Newton's second law, we can set the horizontal component of the normal force equal to mass multiplied by centripetal acceleration:
Вертикаль бағытта қозғалыс болмағандықтан, жүйеге әсер ететін барлық вертикаль күштердің қосындысы нөлге тең болуы керек. Сондықтан көліктің нормальді күшінің тік компонентін оның салмағына теңеуге болады: Иелену жылдамдығы барлық салмақты нысандар үшін бірдей екенін және еңкейіссіз бұрылыстың иелену жылдамдығы 0-ге тең екенін ескеріңіз.
Because there is no motion in the vertical direction, the sum of all vertical forces acting on the system must be zero. Therefore, we can set the vertical component of the vehicle's normal force equal to its weight: Notice that the rated speed of the curve is the same for all massive objects, and a curve that is not inclined will have a rated speed of 0.
Жеңіл атлетикада бұрылыс
Көптеген жабық стадиондардағы жүгіру жолдары сыртқы стадиондардағылардан кішірек болғандықтан, олардың бұрылыстары көлбеу болып жасалады. Осындай кішкентай жолдардағы тік бұрылыстар әдетте спортшыларға ішке қарай еңкейіп, қисық бойымен жүгіргенде центробектік күшті теңестіруге көмектеседі; бұл еңкейіс спринттік жарыстарда ерекше көзге түседі.
Most indoor track and field venues have banked turns since the tracks are smaller than outdoor tracks. The tight turns on these small tracks are usually banked to allow athletes to lean inward and neutralize the centrifugal force as they race around the curve; the lean is especially noticeable on sprint events.