в каком случае шина автомобиля при его движении больше нагреется
Физика тесты с ответами
В каком случае шина автомобиля, при его движении, больше нагреется, когда слабо надута или надута хорошо?
Почему металлический гвоздь тонет, а корабль нет?
(Сила Архимеда больше, чем сила тяжести корабля)
Где осадки корабля больше на Черном море или на Днепре?
Почему самолеты делают серебристого цвета?
(Чтоб не нагревались)
Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов: северный и южный?
Назовите единицу работы?
Какая физическая величина одинакова для всех проводников, соединенных параллельно?
Какие частицы входят в состав ядра?
Какая частица обладает отрицательным зарядом?
Как соединены все электрические приборы в квартире?
Где вода закипает быстрее у подножья горы или на вершине?
Без какой силы нельзя прийти в движение?
На каком явлении основана засолка овощей?
Первый человек полетевший в космос?
Какую физическую величину показывают весы?
Сосуд для измерения объема жидкости?
В каких единицах измеряется физическая величина – сопротивление?
Какой прибор измеряет силу тока?
Почему ручка чайника делается деревянной или пластмассовой?
(Они плохие проводники тепла)
Вещество непроводящее электрический ток?
(Диэлектрики и изоляторы)
В кастрюле бурно кипит вода и в ней варятся макароны, кипит ли вода в трубках макарон?
Стальной хорошо отполированный шар имеет идеально круглую форму, можно ли намагнитить?
Особенности нагрева шин при эксплуатации автомобиля
При эксплуатации автомобиля шины, установленные на его колеса, катятся под нагрузкой. При этом происходит нагрев шин. Особенности этого процесса в этой статье описывают ученные из Волгоградского государственного технического университета и Махачкалинского филиала МАДИ.
Особенности нагрева покрышки
Нагрев шины при ее качении происходит в основном в результате трения в материалах шины, поскольку потери на трение между частицами воздуха в шине ничтожно малы. Механическое и молекулярное трение между структурными элементами покрышки преобразуется в тепловую энергию, а трение о дорожное покрытие – также в тепло и износ протектора.
Температура в той или иной точке шины преимущественно определяется на основе баланса между количеством тепла, создаваемого в данной точке в каждую единицу времени, и возможностью отвода этого тепла.
Если разделить шину на сектора – немного большие, чем сектор, охватывающий пятно контакта шины с дорогой, то можно увидеть, что тепло выделяется в каждом секторе шины. Это происходит циклически только в небольшой промежуток времени, когда сектор приближается и проходит пятно контакта с дорогой. Затем каждый сектор остывает, передавая тепло окружающему воздуху до нового приближения к пятну контакта с дорогой.
В тех местах профиля шины, где толще резина и значительнее деформация, выделяется больше тепла. На температуру в данной точке шины оказывает также влияние теплообразование в смежных точках. Поэтому во время работы шина имеет различную температуру в каждой точке своего профиля. В начале движения колеса выделенное тепло идет на нагрев тела шины и частично рассеивается в окружающей среде. По мере дальнейшего движения температура шины повышается, и происходит перераспределение тепла между различными зонами профиля шины.
Как посчитать количество тепла при нагреве шины
Количество тепла, создаваемого в единицу времени в той или иной точке шины, определяется видом трения, величиной и скоростью деформации, а также температурой окружающей среды.
Величина трения зависит от свойств материала и загруженности элементов шины. Более нагруженные элементы шины при своей работе выделяют и больше энергии. Молекулярное трение обычно меньше механического трения между отдельными элементами. В тех местах, где не обеспечено хорошее молекулярное сцепление между резиной и кордом, т. е. где преобладает механическое трение, там при работе шины наблюдается быстрое локальное повышение температуры.
Потери на трение возрастают с увеличением деформации шины и скорости движения автомобиля, но уменьшаются с увеличением температуры. Отвод тепла от шины осуществляется благодаря конвекции, теплопроводности и теплоизлучению. Он усиливается при обдуве шины ветром и увеличивается с ростом скорости обдува.
В нормальных условиях работы колеса основная часть тепла отводится от шины конвекцией в атмосферный воздух, и лишь около 15% – теплоотдачей в сухое дорожное покрытие. Соотношение между теплом, отводимым в воздух и дорогу, зависит от многих факторов. В первую очередь, это соотношение зависит от разности температур между поверхностью шины и дороги, а также количества тепла, выделяемого в результате трения в контакте.
От чего зависит температура шины
Зависимости температуры в точках поперечного сечения шины при качении ее по барабану с различными постоянными скоростями, приведены на рис. 1.
Рис. 1. Зависимости температуры в точках поперечного сечения шины при качении ее по барабану с различными постоянными скоростями
Из рисунка 1 видно, что с повышением скорости в одних точках поперечного сечения шины температура увеличивается, а в других – уменьшается. При высоких скоростях движения колеса шина имеет максимальную температуру в сечении 1-3, расположенном посередине беговой дорожки протектора. Поэтому температуру шины оценивают либо средней температурой воздуха в шине, либо действительной температурой в заданной точке профиля шины. Последнюю измеряют обычными игольчатыми термопарами, специальными термисторами и тепловизорами.
Температура шины зависит от ее размера, температуры внешней среды, нагрузки, приходящейся на колесо, давления воздуха и скорости качения колеса. Влияют также конструкция шины, рисунок протектора и степень его износа, гистерезисные и тепловые характеристики шинных материалов, шероховатость. Не обходится без влияния ровности опорной поверхности дороги и интенсивность отвода тепла (обдува воздухом, движения по мокрой дороге, по снегу и льду и т.д.). Неустановившееся тепловое состояние шины, кроме того, зависит от времени качения в данном режиме.
Эксперименты и исследования
Экспериментальные зависимости температуры в различных точках камерной шины 8-15, от времени качения колеса по барабану с постоянной скоростью приведены на рисунке 2. На этом рисунке видно, что при скорости 160 км/ч температура в плечевой зоне протектора увеличивается до 135°С, а температура воздуха в камере примерно на 20°С ниже. Рост температуры продолжается приблизительно 10 минут, после чего она становится постоянной. Такой рост температуры, обусловлен высокой скоростью качения и быстрым разгоном барабана до этой скорости.
Рис. 2. Экспериментальная зависимость температуры шины от времени качения колеса по барабану с постоянной скоростью 160 км/ч, нагрузке 600 кгс, давлении воздуха 1,7 кгс/м 2 и температуре окружающего воздуха 38°С: 1 – температура протектора в плечевой зоне шины; 2 –температура воздуха в камере
В процессе эксплуатации шины редко достигают такой скорости и температуры. На рисунке 3а представлены эксплуатационные зависимости максимальной температуры воздуха внутри шины (для шин 11-12) от скорости при различной температуре окружающего воздуха, наличии или отсутствии ветра и различной нагрузке на шину.
Эксперименты проводились в лабораторных условиях при постоянном начальном давлении и двух значениях нормальной нагрузки (2 300 и 1 840 кгс). Испытания проводили при отсутствии обдува шины воздухом (кривые 1 и 4), при обдуве шины, когда температура окружающей среды достигала 25°С (кривые 2 и 6) и 5°С (кривые 3 и 6).
Рис. 3. Зависимости максимальной температуры воздуха внутри шины (для шин 11-12) от скорости:
а) – при различной нагрузке на шину и различной температуре окружающего воздуха, наличии или отсутствии обдува ветром, где: 1 – качение без ветра, G к = 2300 кгс, температура воздуха 25ºС; 2 – тоже самое, но при ветре; 3 – при ветре, температура 5ºС; 4 – без ветра, G к = 1840 кгс, температура 25ºС; 5 – тоже самое при ветре; 6 – тоже самое при температуре 5ºС;
б) – при различной слойности шины, где: 1 – при 14 слоях корда, 2 – при 12 слоях, 3 – при 10 слоях.
Выводы
Из рисунка 3а можно сделать следующие выводы:
– при одном и том же давлении воздуха уменьшение нагрузки на колесо на 20% значительно снижает температурный режим шины;
– снижение температуры окружающего воздуха даже на 20°С незначительно уменьшает температуру воздуха в шине;
– уменьшение нагрузки оказывает тем большее влияние на снижение рабочей температуры шины, чем выше скорость движения колеса;
– обдув шины ветром оказывает тем большее влияние на уменьшение ее температуры, чем больше она нагружена.
Из рисунка 3б видно, что чем больше слоев корда имеет покрышка, тем выше температура шины при той же скорости качения шины.
Таким образом, с повышением температуры шины все большее количество тепла рассеивается во внешней среде. После определенного времени движения колеса с постоянной скоростью шина приобретает такое распределение температуры, при котором устанавливается равновесие между притоком тепла и рассеиванием его во внешней среде. Наиболее высокая температура при этом наблюдается обычно в зоне брекера посередине беговой дорожки и в плечевых зонах шины.
Температура оказывает большое влияние на сопротивление качению и на срок службы шины. Повышение температуры шины приводит к существенному уменьшению гистерезисных потерь в ней. Это является положительным фактором с точки зрения уменьшения сопротивления движению. Зависимости коэффициента сопротивления качению и средней температуры шины от времени ее обкатки с постоянной скоростью показаны на рисунке 4.
Рис. 4. Зависимость коэффициента сопротивления качению и средней температуры шины от времени ее обкатки с постоянной скоростью, где: 1 – 10 км/ч; 2 – 30 км/ч; 3 – 60 км/ч.
Повышение температуры приводит к уменьшению прочности резины и корда. При повышении температуры от нуля до 100°С прочность капронового корда снижается примерно на 20%, а прочность резины и связь ее с кордом – примерно в 2 раза. Поэтому выбору оптимальной температуры, обеспечивающей малое сопротивление движению колеса и высокий срок службы шины, необходимо уделять серьезное внимание.
Температура считается опасной, когда при ней происходит процесс вулканизации и девулканизации резины, т. е. резкое изменение механических качеств резины и корда. В катящейся шине допускается температура 100 о С.
Температура от 100 до 120 о С называется критической, а выше 120 о С – опасной, поскольку может привести к быстрому разрушению шины. Начиная от критической температуры, возможно повреждение шины, особенно если температура будет держаться продолжительное время.
При повышенных температурах появляются явления усталости, которые обусловлены появлением и развитием на поверхности нитей капронового корда микродефектов. Уменьшение прочности резины и корда при повышении температуры приводит к отслоению протектора, расслоению и разрыву каркаса в местах с наибольшей температурой. Поэтому нельзя допускать нагрева шины выше 100 о С.
Гудков В.А., Рябов И.М., Гудков Д.В., Малинин Н.Н., Волгоградский государственный технический университет
Мамакурбанов М.М., Устаров Р.М., Махачкалинский филиал МАДИ
В каком случае шина автомобиля при его движении больше нагреется: когда она слабо надута или когда она надута хорошо? Почему?
когда слабонадутая, площадь сцепления с дорогой при движении больше, площадь трения больше, поэтому, нагреется больше,вот вроде бы так
Другие вопросы из категории
Читайте также
2)как направлен вектор ускорения тела при его равномерном движении по окружности?
3)Что такое период обращения тела при движении по окружности?
-0,5м/с2(в квадрате). Какой путь пройдет автомобиль при торможении? Какова его скорость в момент начала торможения?
Задача1: Какое перемещение совершит автомобиль при его прямолинейном равномерном движении со скоростью 54 км/час в течение 2 мин?
Заранее большое спасибо
1) туда же, куда направлено перемещение; 2) против направления перемещения; 4) независимо от направления перемещения;
2. Физическая величина, равная отношению перемещения материальной точки к физически малому промежутку времени, в течение которого произошло это перемещение, называется
1) средней скоростью неравномерного движения материальной точки; 2) мгновенной скоростью материальной точки; 3) скоростью равномерного движения материальной точки.
3. В каком случае модуль ускорения больше?
1) тело движется с большой постоянной скоростью; 2) тело быстро набирает или теряет скорость; 3) тело медленно набирает или теряет скорость.
4. Третий закон Ньютона описывает:
1) действие одного тела на другое; 2) действие одной материальной точки на другую; 3) взаимодействие двух материальных точек.
5. Локомотив сцеплен с вагоном. Сила, с которой локомотив действует на вагон, равна силам, препятствующим движению вагона. Другие силы на движение вагона не влияют. Систему отсчета, связную с Землей, считайте инерциальной. В этом случае:
1) вагон может только покоится; 2) вагон может только двигаться с постоянной скоростью; 3) вагон движется с постоянной скоростью или покоится; 4) вагон движется с ускорением.
6. Яблоко массой 0,3 кг падает с дерева. Выберите верное утверждение
1) яблоко действует на Землю силой 3Н, а Земля не действует на яблоко; 2) Земля действует на яблоко с силой 3Н, а яблоко не действует на Землю; 3) яблоко и Земля не действуют друг на друга; 4) яблоко и Земля действуют друг на друга с силой 3 Н.
7. При действии силы в 8Н тело движется с ускорением 4м/с2. Чему равна его масса?
1) 32 кг; 2) 0,5кг; 3) 2 кг; 4) 20кг.
8. При сухом трении максимальная сила трения покоя:
1) больше силы трения скольжения; 2) меньше силы трения скольжения; 3) равна силе трения скольжения.
9. Сила упругости направлена:
1) против смещения частиц при деформации; 2) по направлению смещения частиц при деформации; 3) о ее направлении нельзя ничего сказать.
10.Как изменяются масса и вес тела при его перемещении с экватора на полюс Земли?
1) масса и вес тела не изменяются; 2) масса тела не изменяется, вес увеличивается; 3) масса тела не изменяется, вес уменьшается; 4) масса и вес тела уменьшаются.
11. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
1) только во время движения вверх; 2) только во время движения вниз; 3) только в момент достижения верхней точки траектории; 4) во время всего полета с неработающими двигателями.
12. Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700Н. С какой приблизительно силой он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза, а а масса – в 10 раз меньше, чем у Земли?
1) 70Н; 2) 140 Н; 3) 210 Н; 4) 280Н.
Часть 2
Тело брошено под углом к горизонту с начальной скоростью 10 м/с. Какова скорость тела в момент, когда оно оказалось на высоте 3 м?
Определите силу тяжести, действующую на тело массой 12 кг, поднятое над Землей на расстояние, равное трети земного радиуса.
Какую работу нужно совершить, чтобы поднять груз массой 30 кг на высоту 10 м с ускорением 0,5 м/c2
В каком случае шина автомобиля при его движении больше нагреется: когда она слабо надута или когда она надута хорошо? Почему?
когда слабонадутая, площадь сцепления с дорогой при движении больше, площадь трения больше, поэтому, нагреется больше,вот вроде бы так
Другие вопросы из категории
Читайте также
2)как направлен вектор ускорения тела при его равномерном движении по окружности?
3)Что такое период обращения тела при движении по окружности?
-0,5м/с2(в квадрате). Какой путь пройдет автомобиль при торможении? Какова его скорость в момент начала торможения?
Задача1: Какое перемещение совершит автомобиль при его прямолинейном равномерном движении со скоростью 54 км/час в течение 2 мин?
Заранее большое спасибо
1) туда же, куда направлено перемещение; 2) против направления перемещения; 4) независимо от направления перемещения;
2. Физическая величина, равная отношению перемещения материальной точки к физически малому промежутку времени, в течение которого произошло это перемещение, называется
1) средней скоростью неравномерного движения материальной точки; 2) мгновенной скоростью материальной точки; 3) скоростью равномерного движения материальной точки.
3. В каком случае модуль ускорения больше?
1) тело движется с большой постоянной скоростью; 2) тело быстро набирает или теряет скорость; 3) тело медленно набирает или теряет скорость.
4. Третий закон Ньютона описывает:
1) действие одного тела на другое; 2) действие одной материальной точки на другую; 3) взаимодействие двух материальных точек.
5. Локомотив сцеплен с вагоном. Сила, с которой локомотив действует на вагон, равна силам, препятствующим движению вагона. Другие силы на движение вагона не влияют. Систему отсчета, связную с Землей, считайте инерциальной. В этом случае:
1) вагон может только покоится; 2) вагон может только двигаться с постоянной скоростью; 3) вагон движется с постоянной скоростью или покоится; 4) вагон движется с ускорением.
6. Яблоко массой 0,3 кг падает с дерева. Выберите верное утверждение
1) яблоко действует на Землю силой 3Н, а Земля не действует на яблоко; 2) Земля действует на яблоко с силой 3Н, а яблоко не действует на Землю; 3) яблоко и Земля не действуют друг на друга; 4) яблоко и Земля действуют друг на друга с силой 3 Н.
7. При действии силы в 8Н тело движется с ускорением 4м/с2. Чему равна его масса?
1) 32 кг; 2) 0,5кг; 3) 2 кг; 4) 20кг.
8. При сухом трении максимальная сила трения покоя:
1) больше силы трения скольжения; 2) меньше силы трения скольжения; 3) равна силе трения скольжения.
9. Сила упругости направлена:
1) против смещения частиц при деформации; 2) по направлению смещения частиц при деформации; 3) о ее направлении нельзя ничего сказать.
10.Как изменяются масса и вес тела при его перемещении с экватора на полюс Земли?
1) масса и вес тела не изменяются; 2) масса тела не изменяется, вес увеличивается; 3) масса тела не изменяется, вес уменьшается; 4) масса и вес тела уменьшаются.
11. Космический корабль после выключения ракетных двигателей движется вертикально вверх, достигает верхней точки траектории и затем движется вниз. На каком участке траектории в корабле наблюдается состояние невесомости? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
1) только во время движения вверх; 2) только во время движения вниз; 3) только в момент достижения верхней точки траектории; 4) во время всего полета с неработающими двигателями.
12. Космонавт на Земле притягивается к ней с силой 700Н. С какой приблизительно силой он будет притягиваться к Марсу, находясь на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза, а а масса – в 10 раз меньше, чем у Земли?
1) 70Н; 2) 140 Н; 3) 210 Н; 4) 280Н.
Часть 2
Тело брошено под углом к горизонту с начальной скоростью 10 м/с. Какова скорость тела в момент, когда оно оказалось на высоте 3 м?
Определите силу тяжести, действующую на тело массой 12 кг, поднятое над Землей на расстояние, равное трети земного радиуса.
Какую работу нужно совершить, чтобы поднять груз массой 30 кг на высоту 10 м с ускорением 0,5 м/c2
Примерные задания Всероссийской олимпиады по физике для 8 класса «Рыжий Кот»
Примерные задания Всероссийской олимпиады по физике
Данные задания являются демонстрационными. Для получения актуальных олимпиадных заданий необходимо подать заявку на текущее мероприятие в личном кабинете:
www. ginger-cat. ru/index. php? >
1. В каком случае шина автомобиля при его движении больше нагреется: когда она слабо надута или надута хорошо?
а) хорошо надутая шина нагреется больше;
б) слабо надутая шина нагреется больше;
в) шины нагреются одинаково.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
2. Почему градусник необходимо некоторое время подержать под мышкой?
а) чтобы градусник пришел в термодинамическое равновесие с телом;
б) чтобы градусник привык к телу;
в) чтобы градусник нагрелся.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
3. Две одинаковые легкие гильзы из фольги подвешены на шелковых нитях одинаковой длины в одной точке. После того, как гильзам сообщили заряды одинакового знака, они удалились одна от другой (при этом нити между собой образовали некоторый угол). Что произойдет, если одну из гильз разрядить?
а) гильзы вновь разойдутся, но будут находиться на меньшем расстоянии друг от друга;
б) гильзы соприкоснуться, затем вновь разойдутся, но будут находиться на меньшем расстоянии друг от друга;
в) гильзы соприкоснуться.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
4. В одном калориметре находится вода, в другом – жидкость такой же массы. В калориметры погрузили одинаковые нагреватели, включенные последовательно в цепь с током. Какую удельную теплоемкость имеет жидкость, если через некоторое время после подключения нагревателей к источнику тока температура воды поднялась на Δtв = 4,25 °С, а жидкости – на Δtж = 5 °С?
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
5. Найдите силу тока через каждый из резисторов.
 |
в) I = 0, I₁ = I₂ = U/(R₁ + R₂).
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
6. Может ли велосипед обогнать свою тень?
а) нет однозначного ответа;
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
7. Электрическая лампочка с потребляемой мощностью 100 Вт светит значительно ярче, чем лампочка с меньшей мощностью, например 25 Вт. Почему же электрическая плитка, мощность которой еще больше, например 600-800 Вт, дает при включении ее в ту же сеть совсем мало света?
а) нет однозначного ответа;
б) температура элемента плитки значительно меньше температуры спирали лампочки;
в) электрическая плитка, в отличие от электрической лампочки, медленно отдает тепло в окружающее пространство.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
8. Одинаковые цилиндрические сообщающиеся сосуды, площадь поперечного сечения которых S, частично заполнены ртутью. На поверхности ртути лежат невесомые поршни. Когда на левый поршень положили груз массой m, уровни ртути в сосудах установились так, как показано на рисунке. На сколько изменилась потенциальная энергия системы груз-ртуть?
 |
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
9. До какой температуры следует нагреть кубик из железа, чтобы он полностью погрузился в лед? Начальная температура льда 0°С?
Выполните задание и введите ответ с единицами измерения в бланк для ответов.
Выполните задание и представьте полное решение в бланк для ответов.
Ответы на примерные задания Всероссийской олимпиады