Kiihtyvyys

AutoWiki
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Kiihtyvyys, a, [m/s^2], kuvaa nopeuden v, [m/s], muutosta ajan t, [s] suhteen. Kiihtyvyys voi olla positiivista (nopeus kasvaa) tai negatiivista (nopeus vähenee; hidastuvuus). Autoista puhuttaessa puhutaan aina tavallisesti kiihtyvyydestä nopeudesta 0 km/h johonkin tiettyyn nopeuteen, esimerkiksi 100 km/h (27,8 m/s). Tällöin puhutaan lineaarikiihtyvyydestä.

a = Δv/Δt

Nykyään normaali perheauto kiihtyy 0-100 km/h 9 - 12 s ajassa. Urheiluautoille vastaava arvo voi olla jopa 3-5 s. Kiihtyvyyteen vaikuttavat olennaisesti auton massa, moottorin teho ja kierrosherkkyys, ulkoiset olosuhteet, voimansiirron välityssuhde, kitka renkaan ja tien välillä, sekä jousittamattoman massan määrä sekä sen etäisyys akselin keskipisteestä. Toki kiihtyvyyteen vaikuttavia tekijöitä on lukematon määrä, mutta niiden kaikkien listaaminen ei liene järkevää eikä lukijan kannalta olennaista.

Käytännön ajossa myös auton ohituskiihtyvyys on erittäin tärkeä ominaisuus. Tätä seurataan mittaamalla 80-120 km/h nopeuden muutokseen kuluvaa aikaa. Perinteisesti vääntävällä diesel-moottorilla varustettujen autojen ohituskiihtyvyys on ollut huippuluokkaa vaikka auton kiihtyvyys paikaltaan ei näennäisesti olisikaan erityisen kova. Ohituskiihtyvyyteen vaikuttaa suurelta osin voimansiirron välityssuhde. Monissa uusissa autoissa suurin vaihde viisi tai kuusi on yleensä todella pitkä, jolla pyritään pienentämään auton kulutusta. Ohituksessa tämä näkyy huonona kiihtyvyytenä, jolloin vaihto yhtä tai kahta pykällä pienemmälle vaihteelle antaa huomattavasti paremman ohituskiihtyvyyden.

Kiihtyvyys ympyräliikkeessä[muokkaa]

Kiihtyvyyttä esiintyy kuitenkin myös ympyräliikkeessä. Kulmanopeus ω, [rad/s] ilmoittaa kulman muutoksen aikayksikköä kohden radiaaneina. Tästä johdetaan kulmakiihtyvyys α, [rad/s^2], joka puolestaan ilmoittaa kulmanopeuden muutostahdin, eli kuinka monta rad/s nopeus muuttuu yhden sekunnin aikana. Kulmakiihtyvyydellä kuvataan siis pyörimisliikkeen kiihtyvyyttä.

α = Δω/Δt

Ympyräliikkeessä esiintyy myös tangentiaalikiihtyvyyttä a(t), [m/s^2] jos pyörimisliike on kiihtyvää tai hidastuvaa. Tällöin ympyrän kehällä olevan pisteen kiihtyvyysvektori on nopeusvektorin, eli tangentin, suuntainen (kiihtyvä liike). Mikäli kiihtyvyysvektori on vastakkaiseen suuntaan kuin nopeusvektori, on kyseessä hidastuva liike.

a(t) = αr

Kolmas ympyräliikkeessä esiintyvä kiihtyvyys on keskeiskiihtyvyys a(r), [ms^2]. Koska pyörimisliikkeessä säteen r etäisyydellä ympyrän ulkokehällä pyörivän pisteen suunta muuttuu jatkuvasti, on sillä myös kiihtyvyyttä. Tässä tapauksessa kiihtyvyys on kohti ympyrän keskipistettä.

a(r) = ω^2r = v^2/r

Keskiskiihtyvyydestä voidaan puolestaan johtaa keskeisvoima F(r), [N].

F(r) = ma(r)