機(jī)車啟動(dòng)有哪兩種方式
機(jī)車啟動(dòng)有恒功率啟動(dòng)和恒定加速度啟動(dòng)這兩種方式。
先說(shuō)恒功率啟動(dòng)。機(jī)車以恒定的功率P啟動(dòng)后,若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力不變,根據(jù)公式F=P/v(這里F是牽引力,v是速度),再結(jié)合牛頓第二定律F-f=ma ,即P/v-f=ma 。隨著速度v不斷增大,加速度a就會(huì)減小。當(dāng)加速度a等于0時(shí),機(jī)車的速度達(dá)到最大,此時(shí)v m =P/f ,之后機(jī)車就以這個(gè)最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
這種啟動(dòng)方式特點(diǎn)明顯,汽車在啟動(dòng)過(guò)程中先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),同時(shí)牽引力變小,當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),開始以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)。而且在啟動(dòng)過(guò)程中功率始終等于額定功率,牽引力和阻力始終滿足牛頓第二定律,牽引力和瞬時(shí)速度始終滿足P - P額 =F v ,啟動(dòng)結(jié)束時(shí),因?yàn)闋恳妥枇ζ胶?,有v mP額 =F v m =f v m 。
再講講恒定加速度啟動(dòng)。機(jī)車以恒定的加速度a啟動(dòng)時(shí),牽引力F、阻力f均不變,滿足F-f =ma 。機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)功率P=Fv (這里v是速度),由于v = at ,所以P =(f+ma)?a t ,且要小于等于額定功率P額 。勻加速階段的最長(zhǎng)時(shí)間t =P額 / ((ma+f)a) ,勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v t =P額 /(ma+f) 。
當(dāng)機(jī)車達(dá)到這個(gè)速度時(shí),其瞬時(shí)功率等于它的額定功率,之后機(jī)車就做變加速運(yùn)動(dòng)。這個(gè)變加速階段加速度a的變化和恒功率啟動(dòng)過(guò)程一樣,最后達(dá)到的最大速度和恒功率啟動(dòng)時(shí)相同。
這種啟動(dòng)方式下,汽車的起動(dòng)過(guò)程經(jīng)歷勻加速直線運(yùn)動(dòng)和變加速直線運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)階段,最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)。勻加速階段,汽車的瞬時(shí)速度v =v 0 +at (這里v 0 =0 ),汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間t =v t /a ,瞬時(shí)功率P =F v ≤P額 ,勻加速運(yùn)動(dòng)階段結(jié)束時(shí),瞬時(shí)功率等于額定功率,進(jìn)入勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力和阻力平衡。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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