牵引力的公式

牵引力的公式

计算汽车发动机的牵引力是根据：P=FV得到，F=P/V，来计算牵引力的，其中，P为发动机的功率，单位是瓦（W）；V是汽车匀速运动的速度，单位是米/秒（m/s）；F是牵引力，单位是牛（N）。
在下面的叙述中，用f ，f1 ，f2 ，f3 ， f3' ， F合 表示力的大小，它们都是正值。发动机不工作而汽车继续向前行驶时,空气对它的力f1向后,地面对从动轮的水平力f2向后，对主动轮的水平力f3向后. 汽车受到的阻力f满足:
f=f1+f2+f3 (1)
发动机工作，汽车加速行驶、匀速行驶的时候，空气对它的力f1向后,地面对从动轮的力f2向后，地面对主动轮的力f3'向前. 这时合力F合满足:
F合=f3'-(f1+f2) (2)
如果我们把f3'定义为牵引力的大小，把(f1+f2)定义为发动机工作时汽车受到的阻力的大小，似乎也是有道理的。但事实上，牵引力和阻力的定义不是这样的。
(2)式可化为 F合=(f3'+f3)-(f1+f2+f3) (3)
事实上，(f3'+f3)被定义为牵引力的大小，(f1+f2+f3)被定义为阻力的大小。
根据这个定义，如果f3'=3000N，f3=2000N，那么牵引力大小为5000N.
这样定义，道理不是显而易见，所以一般书上也避而不讲。
发动机工作的效果，不是使主动轮受到的水平力，由零变为f3:而是使主动轮受到的水平力，由向后的f3变成向前的f3. 认识到这一点，也许有利于我们理解这个定义。
在谈论牵引力的功时，整个汽车是作为一个质点对待的，这样，牵引力的功，等于牵引力跟汽车路程的乘积。
把牵引力做了以上定义后，发动机的输出功率(跟汽油消耗量和效率有关)，才等于牵引力的功率。这是采用以上定义的根本理由。
以上没有提到发动机以很小的功率工作，汽车(原来速度较大)减速运动的情况。这种情况下，f3有可能向后。如果向后的话，那么一定小于f3。如果向后的话，物理上仍说，有牵引力--牵引力的大小为f3-f3.
解释
中学物理经常提到汽车、自行车、火车等各种车的牵引力应是指传动系统对车体的各轮施加的合力。有人认为，牵引力是指传动系统对主动轮施加的力，这是不正确的。以自行车为例，自行车的承重是由两轮共同承担的。不考虑其它因素，以摩擦因素来分析，前轮也需要外动力。牵引力应是两轮摩擦力之和。还有人认为，"前轮摩擦力方向向后，是阻力;后轮摩擦力方向向前，是动力，因此，牵引力是指传动系统对主动轮施加的力"。---这句话是完全错误的。后轮摩擦力向前是以外部为参照的表观显示，实质上，它是主动轮圆周力(力偶矩)的反作用力。它的方向应按时针法来判定。即，它是转动的阻力，在计算上，前、后轮摩擦力的正负号是一致的。这一点要特别注意。
当汽车以额定功率启动时牵引力 F=P/V.P是功率单位是瓦(W)V是速度单位是米每秒(m/s)汽车加速时有 ma=F-ff 是摩擦力，又 F=P/V做题时，这两个公式，可以一起用
2023-10-16