Logo
Logo

Гоночный автомобиль

1  8.00 Найдите максимальную мощность $P_{max}$, которая достигается двигателем на всём диапазоне возможных скоростей.

Ответ: \[P=\left(c_{A}-\mu_{R} c_{B}\right) v^{3}+\mu_{R} m g v.\]

Если $c_A \leq \mu_R c_B$ или $\mu_{R} c_{B}>c_{A} \geq \frac{2 \mu_{R} c_{B}}{3}\left[1-\frac{\mu_{R}}{\left(3 \mu_{S}-2 \mu_{R}\right)}\right]$, то\[P_{\max } = c_{A} \mu_{S} \sqrt{\left(\mu_{S}-\mu_{R}\right)}\left(\frac{m g}{c_{B}\left(\mu_{S}-\mu_{R}\right)+c_{A}}\right)^{3/2}.\]

Если $c_{A} < \frac{2 \mu_{R} c_{B}}{3}\left[1-\frac{\mu_{R}}{\left(3 \mu_{S}-2 \mu_{R}\right)}\right]$, то\[P_{max} = \frac{2 \sqrt{3}\left(m g \mu_{R}\right)^{3/2}}{9 \sqrt{\left(\mu_{R} c_{B}-c_{A}\right)}}.\]

2  12.00 При каком его положении $v_{max}$ окажется больше?

Ответ: Введём для удобства $a = c_B^2 \mu_S^2 - \frac{m^2}{r^2} - c_A^2$; $\varepsilon = 1$, когда передняя часть дефлектора наклонена вниз, $\varepsilon = -1$ иначе. Тогда:

если $a = 0$, $\varepsilon = 1$, то\[v_{max} = \infty,\]

если $a = 0$, $\varepsilon = -1$, то\[v_{max} = \sqrt{\frac{mg}{2c_B}},\]

если $a > 0$, $\varepsilon = 1$, то\[v_{max} = \infty,\]

если $a > 0$, $\varepsilon = -1$, то\[v_{max}=\sqrt{\frac{m g \mu_S}{c_{B} \mu_{S}+\sqrt{m^{2} / r^{2}+c_{A}^{2}}}},\]

если $a < 0$, $\varepsilon = \pm 1$, то\[v_{max}=\sqrt{\frac{m g \mu_S}{- \varepsilon c_{B} \mu_{S}+\sqrt{m^{2} / r^{2}+c_{A}^{2}}}}.\]

В любом случае скорость $v_{max}$ будет больше при $\varepsilon = 1$, то есть когда передняя часть дефлектора наклонена вниз.