Wbrew pozorom nie jest to takie trudne do wykonania. Trzeba tylko wiedzieć, jakie jest ciśnienie w oponach, a ciężar samochodu można obliczyć. Kierowcy zapewne wiedzą jak je zmierzyć. Do tego potrzebują przyrządu, który nazywamy manometrem. No dobrze, ale co zrobić, jeżeli nie mamy manometru? Jak „zmierzyć” ciśnienie w oponach bez tego przyrządu?
Będziemy potrzebowali zwykłej kartki w kratkę i coś do pisania, np. ołówek. Zanim jednak powiem jak jej użyć wyjaśnię co to jest ciśnienie. Otóż ciśnienie jest to siła, ale nie taka zwyczajna, tylko siła nacisku na centymetr kwadratowy. W oponach jest sprężone powietrze, które napiera jednakowo na wszystkie strony. Jeśli samochód złapie tzw. gumę, powietrze ucieknie ze środka, a koło „siądzie” bo nie ma ciśnienia. Patrząc na koło samochodowe, które jest napompowane, widzimy, że jest trochę spłaszczone przy ziemi. Wynika to z faktu, że samochód opiera się swoim ciężarem na kołach i każde z nich musi dźwigać mniej więcej ćwierć tego ciężaru.
Przejdźmy teraz do sedna. Jedyne co musimy zrobić to położyć kartkę pod kołem samochodu, przesunąć go tak, aby koło wjechało na papier i możliwie jak najdokładniej obrysować odcisk, jaki zostawia na papierze opona. Następnie należy cofnąć samochód i obliczyć (w przybliżeniu) powierzchnię tego odcisku. Nie powinno to być takie trudne, ponieważ odcisk ten powinien mieć w przybliżeniu kształt prostokąta, a pojedyncza kratka ma wymiary 0,5cm na 0,5cm.
Dalej to kwestia obliczeń. Dla przykładu przyjmijmy, że zmierzona powierzchnia to około 300 cm2. W samochodach pompuje się opony do około 15 N na 1 cm2. Ciśnienie w oponie jest tak naprawdę większe, bo należy jeszcze dodać ciśnienie atmosferyczne wynoszące 10 N na 1 cm2. W oponie więc mamy nadciśnienie, czyli 25 N na 1 cm2, a z zewnątrz ciśnie powietrze z siłą 10 N na 1 cm2. W efekcie każdy cm2 opony spłaszczonej pod ciężarem samochodu „dźwiga” na sobie 15 N (różnica pomiędzy ciężarem wewnątrz i na zewnątrz opony). Ponieważ w naszym przykładzie tych cm2 jest 300, zatem ciężar jaki dźwiga jedno koło, wynosi: 15 N/cm2 · 300 cm2 = 4500 N. Łatwo policzyć, że ciężar całego samochodu wynosi 4 · 4500 N = 18000 N, co po podzieleniu przez przyspieszenie ziemskie (około 10N/kg), daje masę 1800 kg. Oczywiście jest to wynik przybliżony. Należy pamiętać, że ciężar samochodu nie jest równo rozłożony, a przyspieszenie ziemskie ma wartość nie 10 a 9,81N/kg i zależy od szerokości geograficznej. Poza tym na dokładność naszego pomiaru miała wpływ dokładność obrysu odcisku samochodu i obliczenia jego powierzchni. Niemniej jednak jest to całkiem dobry wynik.
Przydatna rzecz ;)
OdpowiedzUsuńSkąd wiadomo że w oponie panuje ciśnienie 25 N na 1 cm2?
OdpowiedzUsuńWartości podane powyżej są jedynie orientacyjne i nie należy ich traktować jako "prawdę ostateczną". Wartość ciśnienia w oponie samochodu podałem dla przykładu. Założyłem, że najczęściej mamy do czynienia z samochodami średniej klasy. Oczywiście ciśnienie w opnie zależy od wielu czynników takich jak np. marka i model samochodu, pojemność i moc silnika itp. Wartość ta jest również inna dla opon letnich i zimowych.
OdpowiedzUsuńPrzechodząc do sedna: założyłem, że średnie ciśnienie w oponie to około 2,5 bara (czyli 25 N na 1 cm2). Aby uzyskać takie ciśnienie, opony należy pompować do około 1,5 bara (czyli 15 N na cm2). W nienapompowanej oponie panuje ciśnienie atmosferyczne, które wynosi około 1 bara (czyli 10 N na 1 cm2 lub 1000 hPa). Teraz wystarczy dodać ciśnienie atmosferyczne do ciśnienia, do którego pompujemy opony i mamy ciśnienie z powyższego przykładu.
Czy można by zmierzyć opony w tej dolnej partii przed załadunkiem i po a nastepnie obliczyc wagę towaru na podstawie róznicy pomiedzy pomiarami. Dla ułatwienia można załadować znany nam ładunek i zastosować jakby proporcje.
OdpowiedzUsuńteraz zobaczyłem ze artykuł ma 11 lat 🤣
OdpowiedzUsuń