Давление в шине автомобиля 500 кпа

Городской тур политехнической олимпиады (решения)

Давление в шине автомобиля 500 кпа

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЕМ
ГЛАВЫ ГОРОДА АСБЕСТ

Городской тур политехнической олимпиады

Подготовлено программным комитетом проведения городских олимпиад.

Замечания и предложения направляйте В.

На выполнение всех задач отводится 4 астрономических часа. Для всех участников (9, 10, 11 класс) предложены одни и те же задачи. Чтобы стать победителем в своей параллели совсем не обязательно решать все задачи. Очевидно, что чем старше участник, тем больше баллов надо набрать, решая большее количество задач. За каждую верно и полностью решенную задачу добавляется бонус 5 баллов (Например, за любую задачу можно получить 10 баллов. Это означает, что если решение доведено до конца, то максимальный балл будет 15). Поэтому, решив до конца даже одну задачу, можно заработать дополнительные баллы. Все необходимые данные приведены в условиях.

1. Давление воздуха в шинах автомобиля 500 кПа при темпе­ратуре 14°С. Во сколько раз уменьшится площадь сопри­косновения колес с дорогой, если после поездки темпера­тура в шинах повысилась до 57°С? Атмосферное давление 100 кПа. Изменением объема шины можно пренебречь.

Определена взаимосвязь давления в шине и площади соприкосновения колёс с дорогой

Давление в шине автомобиля 500 кпа

, где P – вес, приходящийся на колесо.

Получены выражения для площади соприкосновения в первом и втором случае

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Применён закон Шарля для газа в шине

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Получена расчётная формула

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Произведены расчёты и получен правильный результат

Давление в шине автомобиля 500 кпа

2. Показания ртутного барометра вследствие присутствия не­большого количества воздуха над столбиком ртути неточ­ные. При давлении 755 мм рт. ст. барометр показывает 748 мм рт. ст., а при 740 мм — 736 мм рт. ст. Какое давле­ние воздуха на самом деле, если этот барометр показывает 760 мм рт. ст.?

Применён закон Бойля-Мариота для воздуха над ртутью в барометре

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Выразив давление в мм рт ст, получаем

Давление в шине автомобиля 500 кпа

где H – высота трубки, p – истинное атмосферное давление, h – высота столба ртути, S – площадь поперечного сечения трубки

Выражения подставлены в закон Бойля-Мариота и определена высота трубки

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Подставлены числовые значения, решено квадратное уравнение и получен верный результат

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

≈ 751,4 мм рт ст

3. Для измерения температуры воды, имеющей массу 66 г, в нее погрузили термометр, который показал температуру 32,4°С. Какова действительная температура воды, если те­плоемкость термометра СТ= 1,9 Дж/оС и перед погружени­ем в воду он показывал температуру помещения 17,8°С?

Составлено уравнение теплового баланса

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Подставлены значения и получен верный результат

4. Из-за несовершенства теплоизоляции холодильник получа­ет от воздуха в комнате количество теплоты 420 кДж за время 1 ч. Температура в комнате 20°С. Какую минималь­ную мощность должен потреблять холодильник от сети, чтобы поддерживать внутри холодильного шкафа темпера­туру -5°С?

В идеальном цикле холодильной машины (цикл обратный к циклу Карно) внешние силы совершают над газом работу A. При этом сумма количества теплоты отнятой у холодного тела Q2 и затраченной работы А равна количеству теплоты, переданному нагретому телу Q1

Давление в шине автомобиля 500 кпа

От холодильника за каждый час должно отводиться количество теплоты Q2 = 420 кДж, при этом холодильник должен потреблять мощность

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Записано выражение для КПД устройства

Давление в шине автомобиля 500 кпа

и получено выражение для определения

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Получена расчётная формула для определения мощности, потребляемой холодильником

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Произведены расчеты и получен верный результат

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Вт

Давление в шине автомобиля 500 кпа

5. Автомобиль движется без скольжения по горизонтальной дороге со скоростью v. На какую максимальную высоту h над дорогой забрасываются капли воды, отрывающиеся от колеса в точке А? Радиус каждого колеса равен R. Изменится ли высота h, если колесо будет пробуксовывать?

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Определено, что движение капли аналогично движению тела, брошенного с начальной скоростью v под углом α к горизонту.

Тогда высота её подъёма

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Указано, что при пробуксовке линейная скорость точек колеса будет больше чем скорость поступательного движения, что приведёт к увеличению высоты подъёма.

6. Локомотив трогает с места поезд из п одинаково нагружен­ных вагонов с массой т каждый, поезд движется с ускорением а. Вагоны соединены между собой одинаковыми пружинными сцепками, причем жесткость каждой пружины равна k. Коэффициент трения между колесами вагонов и рельсами равен μ. Найти силу тяги локо­мотива и изменение длины каждой пружины.

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Выполнен чертёж и записаны формулы IIзакона Ньютона для каждого вагона (обнаружена закономерность)

Давление в шине автомобиля 500 кпа

для последнего вагона

для произвольного i-того вагона

для вагона сцепленного с локомотивом

сила Тi – сила натяжения соответствующей пружины

Выполнено сложение первых i уравнений и получено

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Определено удлинение i – той пружины

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Выполнено сложение всех уравнений и получено

Давление в шине автомобиля 500 кпа

7. На какую высоту можно было бы поднять груз mг = 103 кг, если бы удалось полностью использовать энергию, освобождающуюся при остывании 1 кг воды от 100°С до 20°С? (удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг·оС)

Применён закон сохранения энергии mгgh = │mвcΔt│

Получена расчётная формула

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Произведён расчёт и получен верный результат h = 33,6 м

Давление в шине автомобиля 500 кпа

8. Два одинаковых проволочных кольца наложены друг на друга так, что радиусы ОА и ОВ образуют угол j. В точках соприкосновения кольца сварены. Омметр, подключенный к этим точкам показывает значение сопротивления R. Каким будет показание омметра, если его подключить к точкам С и D, которые находятся на одной прямой с центрами колец?

Представим эквивалентные схемы

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Определено общее сопротивление в первом случае

Давление в шине автомобиля 500 кпа

, где

Давление в шине автомобиля 500 кпа

,

Давление в шине автомобиля 500 кпа

, d – диаметр кольца, ρ – сопротивление единицы длинны проволоки.

Во втором случае потенциалы точек А и В одинаковы, поэтому через

Давление в шине автомобиля 500 кпа

ток не течет.

Тогда

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Калькулятор расчета давления в шинах

Расчет рекомендуемого значения

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Как пользоваться калькулятором?

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Калькулятор работает в тестовом режиме! Нашли ошибку в показателях или хотите оставить предложения, просьба отправлять через форму обратной связи на старнице Обратная связь или группа ВК ! Принимаются ошибки с доказательной базой (фото, скриншоты, ссылки)! Вся представленная на сайте информация носит информационный характер! Спасибо за понимание!

Cодержание

Какое давление должно быть в шинах?

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Правильное давление в шинах для автовладельцев вопрос не праздный. От него зависит скорость износа резины, качество управления транспортным средством, безопасность езды, расход горючего. Чтобы контролировать уровень накачки колес необходимо знать, в чем измеряется давление в шинах автомобиля, и какие приборы для этого применяются.

В чем измеряется давление в шинах?

На территории России за единицу измерения давления воздуха в авторезине принята Атмосфера (1 атм. = 1 кгc/см²) В таблицах производителей Атмосферу из-за близкого значения часто приравнивают к другой единице – Бару (1 bar = 0.98 atm).
Американские автоконцерны указывают значения в PSI (1 psi = 1 фунт/кв. дюйм или pound/square inch).
При маркировке автомобильных шин для обозначения максимально допустимого давления (MAX PRESSURE) изготовители используют Килопаскаль (1 kPa = 6.895 psi).
Перевод единиц измерения выполняется по формулам:

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Важно! Нормальное давление в колесах зависит не от марки шин, а от марки вашего автомобиля и рекомендаций его производителя.

Техническая атмосфера (ат или at) = кгс/см 2(BAR), бар(PSI) Фунт-сила на квадратный дюйм(ATM), физическая атмосферакПа (kPa), килоПаскаль
Техническая атмосфера (ат или at) = кгс/см20,98066514,2230,9678498,066
(BAR), бар1,019714,5040,98692100
(PSI) Фунт-сила на квадратный дюйм0,0703070,0689480,0680466,894745
(ATM), физическая атмосфера1,0331,0132514,696101,348

Приборы для измерения уровня давления

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Механический, пружинного типа. Относительно недорогой, выдает показания с точностью до 0,1 единицы

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Цилиндрическая пружина. Надежен, доступен, прост в использовании

Давление в шине автомобиля 500 кпа

С цифровым экраном. Более современная альтернатива механическим приборам

Колпачок-индикатор

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Миниатюрное устройство для каждого колеса. Приобретается сразу комплектом из четырех штук. Накручивается вместо обычных колпачков, работает очень наглядно, цвет индикатора зависит от давления в шине

Внешние датчики-колпачки

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Электронный индикатор давления и температуры в шинах. Современный прибор онлайн контроля высокой точности

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Важно! Замеры давления производят перед поездкой в «холодных» шинах, после нескольких – минимум 5, оптимально 8 – часов покоя.

Где завод изготовитель указывает нормы давления?

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Для удобства автолюбителей изготовители размещают информацию о правильном давлении в передних и задних колесах так, чтобы всегда было легко свериться с ней. Справочные таблички в машинах разных марок могут быть расположены на центральной стойке кузова со стороны водителя, на внутренней стороне крышки бензобака, на торце водительской двери.

Особенности накачки колес авто в разное время года: зима и лето

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Из-за того, что давление воздуха в любом замкнутом пространстве меняется на 0,1 атм. при колебании температуры на каждые 8-10 градусов, зимняя и летняя накачка шин имеют различия.

На летней жаре из-за значительного – до 40-50 градусов – нагрева дорожного покрытия, увеличения сцепления с его поверхностью и трения температура с давлением в колесах могут серьезно возрастать. Чтобы избежать вероятности взрыва шин и других аварийных ситуаций, при накачке колес летом следует учесть:

Давление в шине автомобиля 500 кпа

  • повышение давления в колесах машины с увеличением температуры окружающего воздуха и дорожного полотна может достигать 10-15%. На значение, соответствующее этому процентному показателю, шины лучше «недокачать»;
  • при контрольных замерах нужно принимать во внимание увеличение срока выравнивания температуры внутри и снаружи колес, будет лучше, если машина простоит ночь;
  • о том, какое максимальное давление в передних и задних колесах летом и зимой должно быть для вашего авто, можно справиться в сопроводительной документации от производителя. Разница составит в среднем 0,1-0,2 бар.

В зимний период похолодание и остывание дорожного покрытия приводит к существенному падению давления внутри колес машины, что снижает ее устойчивость на дороге. Каковы особенности накачивания шин зимой:

Давление в шине автомобиля 500 кпа

  • контроль давления и подкачку колес в зимнее время лучше производить после того, как автомобиль простоял на открытом воздухе хотя бы 2 часа;
  • если машина перед выездом находилась в теплом гараже, подсчитайте перепад температур в боксе и на улице, а затем на каждые 8-10 градусов разницы к нормальному значению давления в колесах добавьте 0,1 атм;
  • если погода устоялась, и термометр не показывает значительных колебаний, при накачивании колес ориентируйтесь на «зимние» показатели давления, рекомендуемые производителем автомобиля.

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Важно! Даже если вы не профессиональный водитель, используйте манометр минимум раз в месяц, а так же перед каждой дальней дорогой. При смене сезона с частыми колебаниями температуры лучше сократить этот интервал хотя бы до 2 недель.

Последствия некорректного выбора давления в шинах

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Нельзя недооценивать отклонение давления в шинах от оптимальных значений, оно в большинстве случаев приводит к негативным последствиям. Рассмотрим отдельно оба варианта изменения нормы.

Пониженное давление

Давление в шине автомобиля 500 кпа

При снижении показаний манометра контакт колеса с дорогой обеспечивается только за счет крайних точек его поверхности. Визуально это практически не определить, но такая ситуация приводит к целому ряду неприятностей:

  • возрастает нагрузка на боковые дорожки протектора, происходит неравномерный быстрый износ;
  • ухудшается сцепление с дорожным покрытием, затягивается разгон, увеличивается тормозной путь, повышается вероятность заноса;
  • на больших скоростях происходит «волнообразование» в боковых частях покрышек, которое мешает стабилизировать машину в критической ситуации, а так же приводит к разрушающей вибрации каркаса шины;
  • увеличивается расход топлива.

Повышенное давление

При показаниях манометра, превышающих оптимальное значение, колесо соприкасается с дорожным полотном только центральной своей частью. В результате происходит следующее:

Давление в шине автомобиля 500 кпа

  • уменьшается сцепление с поверхностью дороги, увеличивается жесткость колеса, происходит ускоренный износ центральных дорожек покрышки;
  • при столкновении с неровностями покрытия появляется риск разрыва шины;
  • увеличивается нагрузка на ходовую часть и кузов;
  • повышается уровень шума, снижается комфортность езды.

Разное давление

Давление в шине автомобиля 500 кпа

Однако, хуже всего ситуация, когда показатели давления на всех колесах разнятся. В таком случае машина кренится в сторону наименее накаченного колеса. Расход горючего может возрастать до 10%.

При этом бывает ряд случаев, когда намеренное отклонение давления в шинах от нормы на 10-12% может разрешить сложную ситуацию. Например, снижение может выручить на ухабах, песке, вязкой грязи или мокрой траве – колесо искусственно становится мягким и ведет себя подобно гусеницам, повышая проходимость. Небольшая перекачка показана при движении по магистралям на больших скоростях. Добавление атмосфер для задних колес облегчает перевозку грузов.

Таблицы рекомендованного давления в шинах разных видов автомобилей

Какое давление должно быть в шинах автомобиля? При современном уровне конкуренции между автопроизводителями каждый из них на первое место ставит безопасность, надежность, комфорт своего изделия. Поэтому заводские нормативы являются выверенными, прошедшими испытания, оптимальными значениями, которых стоит придерживаться.

Если вам не удалось найти рекомендаций изготовителя вашего авто по правильному давлению, вы можете позвонить любому официальному дилеру компании или воспользоваться следующей таблицей усредненных значений для всех марок легковых и грузовых машин:

Источник