Вызывает тревогу то, что, по словам студентов-физиков Университета Лестера, несбыточная мечта мальчика-гонщика может стать реальностью.Но фанатикам Top Gear стоит дважды подумать, прежде чем попробовать это дома; он будет работать только с очень специфической гоночной трассой и очень хорошо спроектированным автомобилем. Скорее всего, что бы вы ни ехали на работу, это не поможет.
Группа из четырех студентов-физиков, изучающих физику, выяснила, что гоночный автомобиль, движущийся со скоростью более 150 миль в час, сможет прилипнуть к стенам полностью круглой спидвейной трассы с уклоном на 90 градусов.Причина? На этих скоростях сила тяжести, действующая на гоночный автомобиль, будет меньше силы трения, удерживающей автомобиль на стене.Студенты опубликовали свои выводы в отчете за последний год для Journal of Physics Special Topics, рецензируемого студенческого журнала, который ведется факультетом физики и астрономии Университета.
Они хотели исследовать это, потому что ранее было показано, что спидвейные машины действительно движутся с максимальной скоростью по крутым поворотам спидвейных трасс.Группа решила изучить два разных автомобиля — гоночный автомобиль Penske-Reynard-Honda с открытыми колесами и дорожный автомобиль Audi TT — чтобы сравнить, как разные формы и характеристики автомобилей повлияют на их способность преодолевать гравитацию.
Затем они проанализировали силы, действующие на каждую машину, если она двигалась по полностью круглой трассе под углом 90 градусов. Важно, чтобы путь был круглым, чтобы обеспечить постоянную центростремительную силу — внутреннюю силу объекта, движущегося по круговой траектории.Чтобы выяснить, была ли сила тяжести на автомобиле меньше или равна силе статического трения, удерживающей его на стене, им нужно было включить ряд факторов, включая массу автомобиля, скорость автомобиля и его центростремительную силу.Еще одним ключевым фактором была прижимная сила — сила, втягивающая автомобиль в стену из-за ее аэродинамических свойств.
Очевидно, это было намного лучше для гладкого и эффективного спортивного автомобиля, чем для сравнительно повседневной Audi.Они обнаружили, что для гоночного автомобиля с открытым колесом весом около 700 кг сила тяжести будет на 8571 Н меньше силы трения, что означает, что автомобиль легко сможет оставаться на вертикальном крене.
Но для Audi 1390 кг сила тяжести была примерно на 6400 Н больше силы трения, что означало, что автомобиль упал со стены — предположительно с мрачными последствиями как для машины, так и для водителя. Так что не поддавайтесь соблазну попробовать в следующий раз, когда вы застрянете в пробке.
В статье студенты отмечают, что вертикальные гонки вряд ли когда-либо станут реальностью, поскольку «такая трасса, вероятно, будет очень дорогой и очень опасной в случае аварии».«Я хотел посмотреть, каковы пределы производства гоночных автомобилей с прижимной силой», — сказал 21-летний Бен Джордан из Бери-Сент-Эдмунд, который придумал идею статьи.«Мы посмотрели, как центростремительное ускорение и направленная вниз сила работают вместе, чтобы удерживать гоночный автомобиль на вертикальной стене.
«Мы хотели сравнить гоночный автомобиль с обычным дорожным автомобилем, потому что он лучше иллюстрирует концепцию. Он позволяет увидеть, насколько продвинута аэродинамика гоночных автомобилей.
«Я большой поклонник Формулы-1 — наверное, это вдохновило меня», — добавил Бен. «Не думаю, что я хотел бы вести эту штуку, но было бы здорово посмотреть».Преподаватель курса доктор Мервин Рой, преподаватель кафедры физики и астрономии Университета Лестера, сказал: «Цель модуля — познакомить студентов с рецензированием и научными публикациями.
«Учащимся предлагается творчески подходить к своим темам и находить способы применить основы физики к странному, прекрасному и повседневному».