Maximale versnelling trein voor slippen

[milicorice]

Voor een ontwerp opdracht, waarbij we een Hogesnelheidslijn voor LEGO ontwerpen willen we graag weten bij welke versnelling de 4 wielen van het aandrijf motor blok gaan slippen.

Je hebt dan het voorste motor blok met 4 wielen die 1 wagon aandrijft. We hadden bedacht dat je dan kon aannemen dat de Normaal kracht N=(Fzmotor + Fzwagon)/4

In iedergeval zou het ons helpen als we weten hoe we dat kunnen bereken als we weten hoe je de slip berekent wanneer een voorwerp word voortgetrokken door een wagen op 4 wielen.

[Yamibas]

Sorry maar naar mijn inziens kan de vraag wel iets uitgebreider bv. hoe ziet je parkoer eruit loop deze helemaal horizontaal? Je zult ook moeten kijken hoe je 'normaalkracht' zich verdeeld over de 4 wielen (zit de motor perfect/ongeveer in het midden?). Ik kan in ieder geval al wel een kleine steun in de rug geven en dat is dat je de wrijvingskracht kan linken aan de normaal kracht via een bepaalde factor.

\(F_{w,1wiel}=f*\frac14F_{N}\)

f is een materiaal eigenschap dus je zult eventjes op moeten zoeken waarvan de rails gemaakt zijn en de bijbehorende factor daarbij zoeken .

Daarnaast wat bedoel je precies met slippen dat de trein hard afremt en een stukje doorschuift?

[milicorice]

Dankjewel het help een beetje Ik zal proberen wat uitgebreider te beschrijven wat we zoeken.

De trein rijdt over een recht en vlak stuk. Welke versnelling kan de trein dan bereiken voordat de 4 aangedreven wielen van de motor beginnen te slippen?

De trein bestaat dus uit de motor met 4 wielen en 1 wagon. We weten alleen vmax:0.4m/s, en weten de massa van beide onderdelen. De statische wrijvings kracht van rubber op ABS is 0.9, de kinetische is 0.7.

We vroegen ons dus af of je kan aannemen dat Fw:=(Fzmotor+Fzwagon/4)*statischewrijvingscoeficient???

[Jan van de Velde]

hier gaan nog een paar dingetjes fout:

je verdeelt het gewicht van trekker en wagon over 4 wielen, maar trekker en wagon hebben er samen 8 toch ?

Verder is de maximale remkracht (vóór doorslippen) anders voor de wielen onder de trekker of onder de wagon, afhankelijk van het gewicht dat ze dragen. Het heeft weinig zin om de wielen onder een relatief lichte wagon de hele trein te laten afremmen, die verliezen het altijd van de zwaarder belaste en aangedreven trekkerwielen.

Tenslotte, als je het gewicht gelijkelijk verdeelt over 4 wielen kom je aan een remkracht per wiel. Om dan de remkracht voor de hele trein te bepalen ga je weer met vier vermenigvuldigen. Zo reken je volgens mij zinloos in een rondje.

[shimmy]

Volgens mij bedoelt hij geen afremmende trein maar een accelererende, klopt dat? Waar slippen staat zou dan spinnen gelezen kunnen worden. Hij beschouwt dan slechts vier wielen omdat er 4 aangedreven worden. Voor massa zou een onderscheid gemaakt moeten worden tussen dat deel dat op de aangedreven wielen rust en de totaal massa die geaccelereerd moet worden.

[Jan van de Velde]

Volgens mij bedoelt hij geen afremmende trein maar een accelererende,

Ik zie geen wezenlijk verschil. In beide gevallen verandert de wrijving plotseling van statisch naar kinetisch, en dat gebeurt bij precies dezelfde kracht (nl de maximale statische wrijvingskracht).

[erik-dr]

Hallo,

Volgens mij bedoeld milicorice, in he kader van lego denkend, een wagon (locomotief) met acht wielen waarvan er vier achter zitten en vier voor.

Je hebt dan het voorste motor blok met 4 wielen die 1 wagon aandrijft.

Die voorste vier worden aangedreven en daarvan wil hij de maximale versnelling voordat de wielen gaan spinnen.

De trein bestaat dus uit de motor met 4 wielen en 1 wagon. We weten alleen vmax:0.4m/s, en weten de massa van beide onderdelen.

We hadden bedacht dat je dan kon aannemen dat de Normaal kracht N=(Fzmotor + Fzwagon)/4

Als ik het goed begrijp wordt het gewicht van de wagon verdeelt over 8 wielen waarvan er vier aangedreven worden, dus voor de normaalkracht die je gebruikt om de wrijving te berekenen moet je het gewicht van de wagon door 2 delen.

dan zou het N =(Fzmotor + (Fzwagon/2))/4 worden.

Voor de versnelling moet je uiteraard met het totale gewicht van de hele trein rekenen.

Max. versnelling = Max. wrijvingskracht van de vier wielen / totale massa

Even terzijde;

Het zwaartepunt van de wagon lig boven de rails. dus als de wagon versnelt krijg je een draaimoment 'achterover' waardoor de normaalkracht op de voorste wielen kleiner wordt en op de achterste wielen groter.

Daarom is het voor het versnellen gunstiger om de vier aangedreven wielen achter te doen.

denk maar aan een auto, een auto met voorwielaandrijving gaat veel sneller spinnen dan een auto met achterwielaandrijving. Dit omdat de druk op de achterwielen tijdens het versnellen groter wordt.