KURZUS: Rakományrögzítés
MODUL: A rakománybiztosítás fizikája
1. lecke: Tömeg, sebesség, gyorsulás
Minden test nyugalomban marad, vagy megtartja egyenes vonalú egyenletes sebességű mozgását mindaddig, míg egy másik test ennek megváltoztatására nem kényszeríti. | |||
Ebben a fejezetben azokkal a fizikai alapokkal foglalkozunk, amelyek a rakományrögzítés kiszámítását lehetővé teszik. 1687-ben Isaac Newton kiadta híres művét (A természetfilozófia matematikai alapelvei), amelyben megfogalmazta a mozgással kapcsolatos három alapvető axiómát. Ezek a mozgással kapcsolatos törvények alkotják a klasszikus mechanika alapjait. | |||
Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató felidézze azon fizikai szabályrendszereket, melyek az áru szállítása során fellépő igénybevételek elemzéséhez elengedhetetlenek. A lecke elsősorban azokat a fizikai alapismereteket eleveníti fel, amelyek továbbgondolva alapját képezik a rakományrögzítésnek. | |||
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha | |||
| |||
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 90 percre lesz szüksége. | |||
Kulcsfogalmak | |||
| |||
1. Tömeg | |||
A tömeg egy fizikai mértékegység, aminek a klasszikus mechanikában döntő szerepe van. A tömeg kapcsolatban van a súly, a nehézség, és a tehetetlenség fogalmakkal. A tömeg egyik definíciója szerint a test tehetetlenségének mértéke. Vagyis hogy mennyire ellenálló a rá ható erőkkel szemben. | |||
A tömeg jele: m | |||
A tömeg mértékegysége a kilogramm: kg | |||
Egy 10 cm élű kocka térfogata 1.000 cm3. Ha ezt a kockát megtöltjük egy homogén anyaggal, ezt 20 °C hőmérsékleten vizsgáljuk és eltekintünk a tárolóedény tömegétől, akkor megkapjuk a test kg-ban kifejezett tömegét. | |||
A tömeget köznapi értelemben gyakran összekeverik a súllyal, szinonimaként használják. Fizikában a kettőt azonban meg kell különböztetni. A súly az egy erő, (súlyerő), amely megmutatja, hogy milyen erővel nyomja egy test az alátámasztását. A test súlya változhat attól, hogy a Föld melyik pontján mérjük, változhat attól, hogy ha a test súlyát liftezés közben mérjük (függőleges gyorsulás vagy lassulás következik be), a test tömege viszont állandó. | |||
| |||
A sebesség (v) egy vektormennyiség, ami egy test mozgásának gyorsaságát jellemzi. A klasszikus mechanikában a sebesség egy olyan mennyiség, amellyel a test adott idő alatt egy adott utat megtesz. | |||
A sebesség fizikai mértékegysége a m/s vagy a km/h. A sebesség egy test (például egy jármű) által megtett út (s) adott idő (t) alatt. A sebesség tehát az elmozdulás és az idő hányadosa. | |||
v = s / t (3) | |||
Ahol | |||
v - a test sebessége (m / s) | |||
Példa | |||
Egy teherautó egy 250km-es útszakaszt 3,5 óra alatt tesz meg. Hány métert tett meg így másodpercenként? | |||
s = 250km = 250 000m | |||
| |||
Forrás: http://escolafatorial.blogspot.hu/2012/05/resumao-transformacoes-de-grandezas.html | |||
Ha át szeretnénk váltani m/s-ról km/h-ra a sebességet, akkor 3,6-es szorzóval kell megszoroznunk a m/s-os mérőszámot. | |||
v = 19,84 m/s * 3,6 = 71,43 km/h | |||
3. Gyorsulás | |||
A gyorsulás (a) egy test sebességének megváltozását jellemzi. Kiszámolható a sebességből (v) és az időből (t). A gyorsulás mértékegysége m/s2. | |||
a = v / t (4) | |||
Ahol | |||
a - a gyorsulás (m/s2) | |||
| |||
Forrás: http://fruzsihonlapja.wordpress.com/) | |||
Példa | |||
Egy teherautó 80km/h sebességről álló helyzetre fékezi magát. A fékezés (reakcióidőt nem számítva) 3 másodpercig tartott. A negatív gyorsulást a következőképpen számítjuk: | |||
A sebességet átváltjuk km/h-ról m/s-ra. | |||
80 km/h / 3,6 = 22,22 m/s | |||
a = 22,22 m / 3s2 = 7,4 m/s2 | |||
Így a negatív gyorsulás, vagyis a lassulás 7,4 m/s2 lett. A féktávolság ebből a következőképpen számolható: | |||
s = v2 / 2a | |||
s = (22,22 m/s)2 / (2 * 7,4 m/s2) = 33,36 méter | |||
4. Centripetális gyorsulás | |||
Amennyiben a gépjármű sebességértéke nem, de iránya megváltozik, fizikai értelemben akkor is gyorsulás következik be. Ennek oka, hogy a sebesség egy vektor mennyiség, melynek iránya a gépjármű irányváltozásával együtt változik, így az irányváltozás tulajdonképpen sebességváltozás is egyben. Ezt a típusú sebességváltozást nevezzük centripetális gyorsulásnak. | |||
A centripetális gyorsulást (ac) a centrifugális erő számításánál kell figyelembe venni az áruk leborulásával kapcsolatban. A centripetális gyorsulás a test érintő irányú sebesség négyzetének és a kanyarodás sugarának a hányadosa. Az érintő irányú sebesség az a sebesség, amellyel a test tovább haladna, ha "elengednénk". Ez a sebesség megegyezik a kanyarodás közbeni menetsebességgel. | |||
ac = (vK)2 / r (5) | |||
Ahol | |||
ac - centripetális gyorsulás | |||
| |||
Forrás: http://www.hebezone.de/frameset/content/glossary/670_01.shtml?sid=aaebcd4cc8998cfcebe9b05a0d4aeeea | |||
Példa | |||
Érintő irányú sebesség: vK = 25 km/h | |||
A kanyarodás sugara: r = 15 m | |||
vK = 25 km/h / 3,6 = 6,94 m/s | |||
ac = (6,94 m/s)2 / 15 m = 3,21 m/s2 |
Önellenőrző kérdések | |||||||||
1. Amikor ráállunk egy szobamérlegre, az...
![]() | |||||||||
2. Egy gépjármű egyenletes sebességgel halad, majd hirtelen fékez. A fékút 30 m, melyet 3 másodperc alatt tesz meg. Mennyi volt a gépjármű sebessége, ha a fékezés egyenletes lassulással történt?
![]() | |||||||||
3. Egy gépjármű 70 km/h sebességgel halad, amikor egy kanyarhoz érkezik. A jármű szempontjából a kanyar sugara 100 m. Mennyire kell lecsökkenteni a gépjármű sebességét, hogy a centripetális gyorsulás ne haladja meg a 3 m/s2-et.
![]() |