Tämä ei pidä paikkaansa. Sillä painopisteen korkeudella ei tuossa ole merkitystä vaan voiman ja momentin tasapainolla. Se taka-akselin momentti pyrkii aina nostamaan keulaa. Mietipä: Momentti on voima * voiman varsi. Jos ajatellaan että momenttipiste on taka-akseli ja pyrit nostamaan autoa etuakselista, niin se määrä voimaa millä nostat etuakselia voidaan laskea momentiksi taka-akselille. Jos momentit eivät ole tasapainossa minkä tahansa valitun pisteen ympäri kappale pyörii ja koska se auto lepää renkaillaan niin tiedetään että vaikka tutkitaan momenttia minkä tahansa pisteen ympäri niin momenttitasapaino löydetään.
Akseliväli 4 metriä ja auton paino 2000kg/20 000N ja painosuhde 10 000N etuakselilla ja 10 000N taka-akselilla eli massakeskipiste auton pituuden suhteen puolivälissä. Tällöin kun auto lepää maassa on momenttiyhtälö auton takarenkaan ympäri 2m*20 000N = 40 000Nm. Etuakseli toteuttaa tämän saman yhtälön 4m* 10 000N = 40 000Nm. Kun siis tutkitaan pyöriikö auto taka-akselinsa ympäri niin tutkitaan auton paino kerrottuna etäisyydellä taka-akselista ja auton eturenkaiden tukireaktio kerrottuna etäisyydellä taka-akselista niiden ollessa vastakkaissuuntaiset.
Tässä kokonaisuudessa massakeskipisteen korkeus ei vaikuta yhtään mitään vaan se takapyörän momentti kiihdyttäessä keventää etuakselia aina. Voit miettiä asiaa niin että sulla on momenttiavain auton pyörän pultissa niin se on ihan sama vedätkö kahvasta kädellä vai laitatko väliin köyden koska se momentti on aina sen voimavektorin kohtisuora etäisyys tutkittavasta pisteestä. Koska maan pinnalla voimat vaikuttavat suoraan alaspäin niin katsotaan vain sitä vaakasuoraa etäisyyttä momenttipisteeseen.
Kokeellisen fysiikan mukaan väitteeni pitää täysin paikkaansa.
Pelkät statiikkaopinnot eivät riitä tähän kiihtyvään tapaukseen, vaan vaaditaan dynamiikan osaamista, jolloin kiihtyvyyden aiheuttama näennäisvoima tulee huomioitua.
Kannattaa tehdä VKK voimineen (mkp:n painovoima, tien tukivoimat renkaisiin ja tien vetäviin renkaisiin kohdistama autoa kiihdyttävä kitkavoima), antaa köliauton kiihtyä vapaasti, ja laskea massakeskipisteen suhteen momenttiyhtälö nollaksi (auto ei mene nokilleen tai keuli yli).
Kyllä sinunkin tapasi taka-akselin suhteen saisi toimimaan, mutta se on työläämpi ja virhealttiimpi. Dynamiikassa standardimenetelnä on laskea MKP:n ympäri, jolloin laskusta tulee suoraviivainen.
En ole itse laskenut tapausta, koska on näppituntumalta selvää, että MKP:n h < 0 (nolla on tien korkeus) muuttaa tilanteen niin, että takapää kevenee kiihdytyksessä aivan riippumatta vetotavasta. Jokainen voi helposti kokeilla ilmiötä kotona ottamalla suuren kirjan, ja roikuttamalla sitä ylänurkistaan molempien käsien peukaloiden ja etusormien välissä. Sormet vastaavat renkaita. Kun lähdet kiihdyttämään vasemmalle, niin vasen käsi (etuakseli) laskee ja oikea käsi (taka-akseli) kohoaa.
Tein saman myös 420 g autolla (akseliväli 135 mm ja painonjakauma 60/40), jossa oli 40 cm köli, jonka massa oli 2,03 kg. Näin sain takuulla h < 0, eli painopiste oli tien alapuolella, kuten
@herra57 :n veikeässä väitteessä oli. Renkaat olivat 2,45 kg yhteismassan takia jo valmiiksi lytyssä, joten etuakselin kuvaamisessa ei olisi ollut järkeä. Takarenkaat olivat levossa erittäin lytyssä. Laitoin mittatikuksi kaksi ohutta Lego-palaa, jotka vastasivat ilmatilan korkeutta levossa.
Itse näin jo silmillä, että kiihdytyksissä perä keveni huomattavasti, ja taas jarruttaessa etuakseli keveni 0,5 cm ylemmäs. Halusin kuitenkin näyttää vaikutuksen muillekin, joten kuvasin 240 fps videon kiihdytyksen ensimmäisestä sekunnista. Auto kiihdytti kuvassa vasemmalle.
1. Auto kiinteällä pituussuunnassa heilumattomalla kölillä
2. Koko auto levossa (eri paikassa kuin varsinaisessa kiihdytyksessä)
3. Takarengas ennen kaasun painamista:
-rengas on erittäin lytyssä (taka-akselin kuormitus 11,6 N)
-Punainen pyöränkaari näkyy kokonaan
4. Auto on kiihdyttänyt noin 4 cm:
-Rengas ei ole lytyssä (~sama kuin normaali 1,7 N kuorma taka-akselilla ilman köliä)
-auton kori on kohonnut kiihdytyksen takia niin paljon, ettei punaisen pyöränkaaren yläosa näy kokonaan
5. Etupainoinen köli 3,6 kg, levossa, takarengas lysyssä
6. Etupainoinen köli 3,6 kg, kiihdytys alkanut, takarenkaat nousseet selvästi ilmaan
Taka-akselin kuorma keveni noin 1 - (1,7 N / 11,6 N) * 100 % = 85 %. Jos köli olisi ollut muutamia satoja grammoja raskaampi (tai autossa enemmän kiihtyvyyttä), niin kevennys olisi ollut > 100 %, eli takapyörät olisivat nousseet kiihdytyksen aikana ilmaan. Voin joskus paremmalla ajalla kokeilla tuota. Tämä testi ajettiin neliveto päällä, mutta vetotavalla ei ole väliä. Paitsi tietenkään takaveto ei nousisi kunnolla ilmaan, vaan jäisi heilahtelemaan pinnan tuntumassa, koska ilmasta ei saa kiihdyttävää kitkavoimaa, ja ilman sitä taka-akseli painuu välittömästi kohti tietä 11,6 N voimalla.
Edit. Laitoin varman päälle hieman etupainoisen 3,6 kg kölin, jotta varmasti nousee takapyörät ilmaan. Samalla tuli testattua, että etuvetokin (koska molemmat takapyörät olivat ilmassa) nostaa takapyörät ilmaan. Takarenkaat nousivat kiihdytyksessä ilmaan, mutta vain puolisen senttiä irti tiestä. Auton kokonaismassa on 10x vs. normaali, niin alkaa kiihtyvyys pienentyä. Parikiloisella kölillä kiihtyi samantien täyteen nopeuteen, mutta 3,6-kiloisella rauhoittui silminnähden.
@jonesky12345
