debug 0507 header1
debug 0507 header2
AUTO.RIA
Какие физические теории лежат в основе конструкции автомобиля Назад

Какие физические теории лежат в основе конструкции автомобиля

Еще в те далекие времена, когда европейские города осаждались мужчинами в щегольских шляпах и с мушкетами, некоторые жители этих городов занимались постижением невидимых постороннему глазу секретов природы. Кстати, у этой статьи есть мораль, и она такова: если вы не возьмете в толк, зачем тратить бешеные деньги на изучение черных дыр или поиски бозона Хиггса — имейте ввиду, что между появлением физических теорий и автомобилем, конструкция которого базируется на этих теориях, прошло менее ста лет.

Кислородная теория горения, XVIII век

Карл Шееле

Карл Шееле первым выделил кислород, который необходим для горения топлива, например


Общеизвестно, что для горения любого топлива необходим кислород. Но это сейчас, а лет пятьсот назад о таких мелочах никто особенно не задумывался. Города и деревни весело полыхали на открытом воздухе и все были довольны. Но в XVIII веке появились первые попытки объяснить физику процесса. Сначала ответственным за горение назначили флогистон — некую неоткрытую частицу, которая содержится в веществе и высвобождается при горении. Впоследствии теорию признали неверной, однако она позволила структурировать множество химических реакций.


Volkswagen подвел итоги дизельгейта


В 1771 году шведский химик Карл Шееле впервые получил кислород. Впоследствии было доказано, что именно он, а не мифический флогистон, поддерживает процесс горения. Теория кислородного горения критически важна для двигателей внутреннего сгорания, где топливо, как это следует из названия, сгорает в закрытом пространстве.

Термодинамика, XIX век

Сади Карно

Сади Карно прожил 36 лет, но успел расчитать первый термодинамический цикл тепловой машины


Еще один ключевой принцип, на котором основана работа ДВС — способность жидкостей и газов расширяться при нагревании. Стоит лишь напустить в цилиндр с поршнем воздух и как следует подогреть — и воздух, расширяясь, начнет двигать поршень. Нагрева газа можно добиться и иным способом — сжатием. Если же в цилиндр подать горючую смесь, сжать ее и затем поджечь — получим значительную силу, действующую на поршень.

Все знания о подобных свойствах вещества объединены в раздел физики под названием термодинамика. Особую ценность для мотористов представляют так называемые термодинамические циклы, подробно описывающие процессы преобразования тепловой энергии в работу (в физическом смысле). Практический интерес представляют циклы Отто, Дизеля и Аткинсона — последний применяется в двигателях гибридных «Тойот», например.

Электродинамика, XIX век

Майкл Фарадей

Если в цилиндре загораются искры, они делают это благодаря Майклу Фарадею и другим пионерам элеткродинамики


Если в какой-либо конструкции есть электрический ток – там наверняка найдется батарейка произвольных размеров. Или генератор. Или и то, и другое. В автомобиле электроток необходим, прежде всего, для питания свечей зажигания и периферийных устройств наподобие фар, сигналов поворота etc, ну а что касается электромобилей…


Читайте свежий журнал AUTO.RIA на выходных


Умение извлекать электрический ток из переменного магнитного поля зиждется на электродинамике – отдельном разделе физики, изучающем электромагнитные поля и эффекты, с ними связанные. Основоположником электродинамики является британский ученый (sic!) Майкл Фарадей, открывший в 1831 году явление электромагнитной индукции – это когда переменное электромагнитное поле генерирует электрический ток. Впоследствии большое влияние на систематизацию отрывочных знаний в стройную теорию оказал другой британский ученый – Джеймс Максвелл. Только за одни его уравнения все британские ученые, изучающие брачный период пиявок и меню собак в последнюю неделю жизни, прощены еще лет на сто вперед.

Классическая механика, XVII век

Исаак Ньютон

Говорят, что история с яблоком, упавшим на голову Ньютона - это все-таки выдумка. Впрочем, на репутацию этого величайшего из британских ученых данный факт никак не повлияет


До Исаака Ньютона считалось, что всякое тело стремится к состоянию покоя, и для поддержания скорости к телу необходимо прилагать силу. Но тут весьма кстати Ньютону на голову упало яблоко, и он повернулся к научному сообществу и сказал: все фигня, сэры, давайте по-новой.

Согласно разработанной Ньютоном механике, понятие состояния покоя становится фиктивным – любое тело, на которое не действуют силы, движется с постоянной скоростью. В случае же приложения сил, телу сообщается ускорение.

Из этого простого принципа выросла целая научная теория со своими законами и разделами, среди которых особый интерес вызывает кинематика – бывает очень полезна, если вы решите заняться конструированием подвесок.

Общая и специальная теории относительности, ХХ век

Исаак Ньютон

Эйнштейн как никто другой умел совмещать приятное с полезным, хотя польза от его работ стала очевидной для простых смертных спустя полвека


Все знают сакральную формулу E=mc2, но не все знают о далеко идущих последствиях теорий относительности Эйнштейна (а их было две). Одно из таких последствий следующее: время не является постоянной величиной и может как ускоряться, так и замедляться. Например, при росте скорости время замедляется, а часы, удаляющиеся от центра масс в ослабевающем поле притяжения, напротив, идут все быстрее. Эти сведения очень важны для точного позиционирования в спутниковых навигационных системах, измеряющих местоположение по времени прохождения сигнала – например, GPS.


Не такие уж лихие: AUTO.RIA вспоминает лучшие автомобили 90-х годов


Известно, что часы на орбитальных высотах спутников GPS идут быстрее на 45 тысяч наносекунд в день относительно часов на земной поверхности, при этом за счет скорости относительно земли они еще и замедляются на 722 нс в день. Эти поправки заложены в расчеты, благодаря чему GPS можно доверять больше, чем самому себе. Все довольны.

Но где были бы все мы, если бы Эйнштейн выбрал карьеру скрипача? В буквальном смысле?
 

Подпишитесь на рассылку

Получайте первыми новости в удобном формате

Прокомментируйте первым

Добавить комментарий к статье

Каталог автосервисов Украины

Смотреть все →

Перевірено людьми