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牽引力是指傳動系統對主動輪施加的力。

 

1 牽引力 -牽引力簡介


牽引力牽引力

中學物理經常提到汽車、卡車、火車等各種機動車的牽引力。

有人認為,牽引力是指傳動系統對主動輪施加的力。誠然,發動機通過傳動系統對主動輪施加的力,促進主動輪的轉動,對於整個汽車的正常行駛,這個力具有根本的重要性. 但所謂「牽引力」不是指這個力.

有人認為「汽車受到的牽引力」,是指「地面對主動輪施加的向前的水平力」.這個說法也不完全對。

2 牽引力 -舉例

在下面的敘述中,用f ,f1 ,f2 ,f3 , f3 , F合 表示力的大小,都它們都是正值。

發動機不工作而汽車繼續向前行駛時,空氣對它的力f1向後,地面對從動輪的水平力f2向後,對主動輪的水平力f3向後. 汽車受到的阻力f滿足:

f=f1+f2+f3 (1)

發動機工作,汽車加速行駛、勻速行駛的時候,空氣對它的力f1向後,地面對從動輪的力f2向後,地面對主動輪的力f3向前. 這時合力F合滿足:

F合=f3-(f1+f2) (2)

如果我們把f3定義為牽引力的大小,把(f1+f2)定義為發動機工作時汽車受到的阻力的大小,似乎也是有道理的。但事實上,牽引力和阻力的定義不是這樣的。

(2)式可化為 F合=(f3+f3)-(f1+f2+f3) (3)

事實上,(f3+f3)被定義為牽引力的大小,(f1+f2+f3)被定義為阻力的大小。

根據這個定義,如果f3=2000N,f3=3000N,那麼牽引力大小為5000N.

這樣定義,道理不是顯而易見,所以一般書上也避而不講。

發動機工作的效果,不是使主動輪受到的水平力,由零變為f3:而是使主動輪受到的水平力,由向後的f3變成向前的f3. 認識到這一點,也許有利於我們理解這個定義。

在談論牽引力的功時,整個汽車是作為一個質點對待的,這樣,牽引力的功,等於牽引力跟汽車路程的乘積。

把牽引力做了以上定義后,發動機的輸出功率(跟汽油消耗量和效率有關),才等於牽引力的功率。這是採用以上定義的根本理由。

以上沒有提到發動機以很小的功率工作,汽車(原來速度較大)減速運動的情況。這種情況下,f3有可能向後。如果向後的話,那麼一定小於f3。如果向後的話,物理上仍說,有牽引力——牽引力的大小為f3-f3.

以上沒有提到汽車所有輪子都是主動輪的情況。那並不是更複雜的情況,就不多說了。

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