คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 41
ทำไมรถ F-1 ถึงมีอัตราเร่งเร็วมากครับ ต่างจากรถทั่วไปอย่างไรครับ
จากกฏนิวตัน F = ma , a = F/m
อยากทำให้อัตราเร่งเยอะๆ ก็ต้องทำตัว F ให้สูง ทำ m ให้ต่ำ
ทำ m (มวล) ให้ต่ำ ก็คือทำให้เบา ด้วยการลดน้ำหนักทุกอย่างเท่าที่ทำได้ โครงสร้างเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ อุปกรณ์ด้วยวัสดุพิเศษเพื่อลดน้ำหนัก น้ำหนักรถรวมทุกอย่างอยู่ที่ 642 kg รถอีโคคาร์บ้านเรา 900 กว่ากิโลกรัม
ทำ F (แรง) ให้มาก ก็ต้องมาดูสองส่วน ส่วนเเรกคือเเรงขับ Ft ส่วนที่สองคือแรงต้าน Fd
แรงที่จะทำให้เกิดความเร่งคือ ผลต่างระหว่างแรงขับกับแรงต้าน ถ้าต่างกันมากก็จะเหลือเเรงลัพท์ที่ทำให้เกิดความเร่งได้
F = Ft - Fd
Ft ก็ทำโดยสร้างเครื่องยนต์ที่มีแรงม้าสูงๆ และน้ำหนักเบาๆ ก็เลยเลือกที่จะใช้เครื่องยนต์ให้รอบสูง เพื่อลดน้ำหนัก
กำลัง = เเรงบิด x ความเร็วเชิงมุม
คุณอยากได้เครื่องยนต์แรงม้าสูง คุณมีสองทางเลือกคื
1 ทำเครื่องยนต์ให้แรงบิดสูง จะต้องมีโครงสร้างเเข็งแรงมากเพื่อรับแรงบิด ชิ้นส่วนใหญ่ ก้านสูบยาว CGสูง น้ำหนักเยอะ รอบต่ำหมุนเร็วไม่ได้มาก สปริงหดกลับไม่ทัน ค่าความสั่นสะเทือนจะถึงจุดที่เกิดเรโซเเนนซ์จนไม่สามารถเพิ่มความเร็วรอบได้ แต่ประสิทธิภาพจะสูงกว่าการเพิ่มความเร็วรอบ และทนทานกว่า รถบ้านเลือกใช้วิธีนี้
2 ทำความเร็วเชิงมุม หรือ ความเร็วรอบ ชิ้นส่วนไม่ต้องใหญ่เพราะไม่ต้องรับแรงบิด หมุนเร็ว แต่เเรงกระทำไม่เยอะก็ไม่เป็นไร เลยทำให้เครื่องยนต์มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา แล้วไปแก้ปัญหาเรื่องอื่นแทน การมีความเร็วรอบสูงอาจดูตกใจที่ตัวเลขความเร็วรอบ แต่จริงๆแล้วต้องดู ความเร็วลูกสูบ (mean piston speed) เครื่องยนต์ช่วงชักสั้นหมุน 18000 รอบต่อนาที อาจจะมีความเร็วลูกสูบเท่ากับ เครื่องยนต์ช่วงชักยาวหมุน 9000 รอบต่อนาทีก็ได้ http://en.wikipedia.org/wiki/Mean_piston_speed
ฟอร์มูล่าวันเลือกใช้วิธีนี้ แต่กติกาใหม่เปลี่ยนให้ลดความเร็วรอบแล้ว เพราะเทคโนโลยียานยนต์ไม่ได้ประโยชน์อะไรจากการใช้ความเร็วรอบ 18,000 rpm
เมื่อเรามี Ft ที่มากแล้ว ก็ต้องหาทางลด Fd
Drag หรือแรงต้านของรถ มีสองส่วนหลักคือ จากอากาศ และ จากผิวถนน (ผมไม่พูดถึงเเรงเสียดทานภายในเช่นพวกลูกปืนล้อ ถือซะว่าเรื่องเล็ก)
แรงต้านที่ถนน F = u N , ค่าสัมประสิทธิแรงเสียดทาน แก้ด้วยยางพิเศษ , N ก็ลดน้ำหนักรถ
แรงต้านกับอากาศ เป็นตัวปัญหา เพราะ Drag = 0.5 x ความหนาเเน่นอากาศ x พื้นที่หน้าตัด x สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน x ความเร็ว ยกกำลังสอง
ปัญหาคือ ความเร็วยกกำลังสอง
แรงต้านจากอากาศจะยิ่งมากขึ้นเป็นทวีคูณหากเพิ่มความเร็ว เพราะมันเเปรผกผันกับความเร็วกำลังสอง
ก็แก้ด้วยการปรับปรุงรูปร่างรถ เพื่อทำให้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีค่าน้อยลง ลดพื้นที่หน้าตัด เราจะเห็นว่า F1 หน้าตาจะเป็นเครื่องบินไปทุกวัน
สรุป เยอะครับ หัวหน้าทีมด้านวิศวกรรมของ F1 หลายทีมเ็ป็นด็อกเตอร์ด้านวิศวกรรมอากาศยานครับ
จากกฏนิวตัน F = ma , a = F/m
อยากทำให้อัตราเร่งเยอะๆ ก็ต้องทำตัว F ให้สูง ทำ m ให้ต่ำ
ทำ m (มวล) ให้ต่ำ ก็คือทำให้เบา ด้วยการลดน้ำหนักทุกอย่างเท่าที่ทำได้ โครงสร้างเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ อุปกรณ์ด้วยวัสดุพิเศษเพื่อลดน้ำหนัก น้ำหนักรถรวมทุกอย่างอยู่ที่ 642 kg รถอีโคคาร์บ้านเรา 900 กว่ากิโลกรัม
ทำ F (แรง) ให้มาก ก็ต้องมาดูสองส่วน ส่วนเเรกคือเเรงขับ Ft ส่วนที่สองคือแรงต้าน Fd
แรงที่จะทำให้เกิดความเร่งคือ ผลต่างระหว่างแรงขับกับแรงต้าน ถ้าต่างกันมากก็จะเหลือเเรงลัพท์ที่ทำให้เกิดความเร่งได้
F = Ft - Fd
Ft ก็ทำโดยสร้างเครื่องยนต์ที่มีแรงม้าสูงๆ และน้ำหนักเบาๆ ก็เลยเลือกที่จะใช้เครื่องยนต์ให้รอบสูง เพื่อลดน้ำหนัก
กำลัง = เเรงบิด x ความเร็วเชิงมุม
คุณอยากได้เครื่องยนต์แรงม้าสูง คุณมีสองทางเลือกคื
1 ทำเครื่องยนต์ให้แรงบิดสูง จะต้องมีโครงสร้างเเข็งแรงมากเพื่อรับแรงบิด ชิ้นส่วนใหญ่ ก้านสูบยาว CGสูง น้ำหนักเยอะ รอบต่ำหมุนเร็วไม่ได้มาก สปริงหดกลับไม่ทัน ค่าความสั่นสะเทือนจะถึงจุดที่เกิดเรโซเเนนซ์จนไม่สามารถเพิ่มความเร็วรอบได้ แต่ประสิทธิภาพจะสูงกว่าการเพิ่มความเร็วรอบ และทนทานกว่า รถบ้านเลือกใช้วิธีนี้
2 ทำความเร็วเชิงมุม หรือ ความเร็วรอบ ชิ้นส่วนไม่ต้องใหญ่เพราะไม่ต้องรับแรงบิด หมุนเร็ว แต่เเรงกระทำไม่เยอะก็ไม่เป็นไร เลยทำให้เครื่องยนต์มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา แล้วไปแก้ปัญหาเรื่องอื่นแทน การมีความเร็วรอบสูงอาจดูตกใจที่ตัวเลขความเร็วรอบ แต่จริงๆแล้วต้องดู ความเร็วลูกสูบ (mean piston speed) เครื่องยนต์ช่วงชักสั้นหมุน 18000 รอบต่อนาที อาจจะมีความเร็วลูกสูบเท่ากับ เครื่องยนต์ช่วงชักยาวหมุน 9000 รอบต่อนาทีก็ได้ http://en.wikipedia.org/wiki/Mean_piston_speed
ฟอร์มูล่าวันเลือกใช้วิธีนี้ แต่กติกาใหม่เปลี่ยนให้ลดความเร็วรอบแล้ว เพราะเทคโนโลยียานยนต์ไม่ได้ประโยชน์อะไรจากการใช้ความเร็วรอบ 18,000 rpm
เมื่อเรามี Ft ที่มากแล้ว ก็ต้องหาทางลด Fd
Drag หรือแรงต้านของรถ มีสองส่วนหลักคือ จากอากาศ และ จากผิวถนน (ผมไม่พูดถึงเเรงเสียดทานภายในเช่นพวกลูกปืนล้อ ถือซะว่าเรื่องเล็ก)
แรงต้านที่ถนน F = u N , ค่าสัมประสิทธิแรงเสียดทาน แก้ด้วยยางพิเศษ , N ก็ลดน้ำหนักรถ
แรงต้านกับอากาศ เป็นตัวปัญหา เพราะ Drag = 0.5 x ความหนาเเน่นอากาศ x พื้นที่หน้าตัด x สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน x ความเร็ว ยกกำลังสอง
ปัญหาคือ ความเร็วยกกำลังสอง
แรงต้านจากอากาศจะยิ่งมากขึ้นเป็นทวีคูณหากเพิ่มความเร็ว เพราะมันเเปรผกผันกับความเร็วกำลังสอง
ก็แก้ด้วยการปรับปรุงรูปร่างรถ เพื่อทำให้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีค่าน้อยลง ลดพื้นที่หน้าตัด เราจะเห็นว่า F1 หน้าตาจะเป็นเครื่องบินไปทุกวัน
สรุป เยอะครับ หัวหน้าทีมด้านวิศวกรรมของ F1 หลายทีมเ็ป็นด็อกเตอร์ด้านวิศวกรรมอากาศยานครับ
Kuroyuki ถูกใจ, สมาชิกหมายเลข 1195154 ถูกใจ, สมาชิกหมายเลข 1799661 ถูกใจ, Alphadog ทึ่ง, สมาชิกหมายเลข 718618 ถูกใจ, เฉาก๊วยทอด ถูกใจ, วสันตฤดู ถูกใจ, neap ถูกใจ, pichet31 ถูกใจ, KengVanCool ทึ่งรวมถึงอีก 18 คน ร่วมแสดงความรู้สึก
สุดยอดความคิดเห็น
ความคิดเห็นที่ 11
น้ำมันไม่เกี่ยว
อ๊อกเทนไม่ได้ทำให้รถเเรง
เเต่
รถเเรงต้องการอ๊อกเทน
อ๊อกเทนไม่ได้ทำให้รถเเรง
เเต่
รถเเรงต้องการอ๊อกเทน
แสดงความคิดเห็น
ทำไมรถ F-1 ถึงมีอัตราเร่งเร็วมากครับ ต่างจากรถทั่วไปอย่างไรครับ
0 to 200 km/h (124 mph): 3.8 seconds
0 to 300 km/h (186 mph): 8.6 seconds
นี้คืออัตราเร่งที่นำมาจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Formula_One_car
ซึ่งเร็วมาก อยากทราบว่าเครื่องยนต์ต่างกันอย่างไรบ้างครับ
ปล.พยายามอ่านใน wiki แต่ก็ไม่รู้เรื่องครับ