בטיחות בהפעלת רכב - כוחות וגורמים המשפעים על המטען והרכב

1 . כוחות טבע הפועלים על הרכב והמטען

1 . כוח המשיכה – כל גוף נמשך אל מרכז כדור הארץ . הגורם המשפיע על כוח המשיכה הוא המשקל . משקל נמדד ביחידות : גרם , ק"ג , טון .

לכל חומר יש משקל סגולי . זהו קנה מידה להשוואה . מים משמשים ליצירת יחידת המידה , ע"י כך שליחידת נפח שלהם נקבע משקל סגולי : "1" .

נפח של 1 סמ"ק מים = 1 גרם .

1 ליטר (1000 סמ"ר) = 1 ק"ג .

1 מ"ק (1000 ליטר) = 1 טון .

תרגיל :

משאית מעמיסה 8 מ3 אדמה שמשקלה הסגולי 3.5 מהו העומס ?

טון 28 = 3.5 * 8

תרגיל :

במיכל של 20 ליטר מכנסים שמן במשקל סגולי 0.9 כמה ק"ג שמן נכנס למיכל ?

ק"ג 18 = 0.9 * 20

2 .כוח ההתמדה – הוא תכונת כל הגופים להישאר ולהתמיד במצבם הקודם (מנוחה או תנועה) אלא אם כן יוציאם כוח אחר ממצבם זה .

לכל כוח יש כוח נגדי שעוצמתו שווה . כדי לשנות מצב נחוץ שהכוח הנגדי יהיה חזק יותר מכוח ההתמדה .

ישנם שני גורמים המשפיעים על כוח ההתמדה : משקל , מהירות . ככל ששניהם גדולים יותר , כך גדל כוח התמדה . כוח התמדה פועל בכל הכוונים , ולא רק במצב עמידה או תנועה בקו ישר .

3 . הכוח הצנטריפוגלי – הוא תוצאה של כוח התמדה , לכן ישפיעו עליו אותם גורמים (משקל ומהירות) . על הכוח הצנטריפוגלי משפיע גורם נוסף :כוח ההסטה , ככל שהסטייה תהיה גדולה יותר , כן יגדל הכוח הצנטריפוגלי .

על הכוח הצנטריפוגלי משפעים שלושה גורמים :

1 . משקל .

2 . מהירות .

3 . רדיוס .

השניים הראשונים משפעים ביחס ישר לגודלם , ואילו הרדיוס – ביחס הפוך .

גורמי השפעה על בטיחות המטען והרכב

1 . יציבות המטען והרכב

מטען לא יציב משנה את מיקומו ברכב .שינוי במיקומו של המטען עלול לגרום לשינוי בהתנהגות הרכב , דבר שהנהג לא ציפה לו . כשמטען משנה כל הזמן את מיקומו , משתנה יחד עם זאת גם איזון הרכב ונוצר מצב של חוסר יציבות בנהיגה .

2 . מרכז הכובד ומיקומו

מרכז הכובד הוא נקודה פנימית הנמצאת בכל גוף , ובה מתרכזים כל הכוחות הפועלים עליו. אין קשר בין מרכז הכובד למשקלו של הגוף , אבל מובן , שיש קשר לאיזונו אם נתמוך אותו בדיוק מתחת למרכז הכובד שלו , יישמר שיווי משקלו . כאשר אנו מעמיסים מטענים אחדים על הרכב , יש לכל אחד מהם מרכז כובד משלו , אך לכולם יחד יש גם מרכז כובד משותף .

בשקלול מרכזי הכובד של המטען והרכב , נמצא את מרכז הכובד הכללי .מרכז הכובד הכללי הוא הגורם החשוב ביותר ליציבות הרכב. זו הנקודה שמיקומה יקבע את איזון הרכב ויציבותו .ככל שנקודה זו תהיה יותר נמוכה , יהיה הרכב יותר יציב . ככל שנקודה זו תהיה יותר גבוהה , ילך הרכב ויאבד את יציבותו .

3 . כוח החיכוך והשפעתו

חיכוך נוצר כאשר יש מגע בין שני גופים .

לכל חומר יש עוצמת חיכוך שונה המודד לקביעת עוצמה זו נקרא מקדם החיכוך .לחומרים מחוספסים יש מקדם חיכוך גבוה , ולחומרים קשים וחלקים מקדם חיכוך נמוך .

כשמחככים שני גופים מרגישים התנגדות . כלומר , יש כוח שמנסה למנוע החלקה . זהו כוח החיכוך .

שני גורמים משפיעים על כוח החיכוך :

1 . מקדמי החיכוך של שני הגופים המתחככים זה בזה .

2 . עוצמת הלחץ שבניהם .

ככל שנקטין את השטח הלחץ יגדל .

ניתן להגדיל את כוח החיכוך :

1 . הגדלת הלחץ .

2 . שינוי מקדם החיכוך .

4 .התנגדות האוויר והשפעת הרוח

האוויר מהווה גורם המתנגד להתקדמות הרכב . האוויר אינו חומר צפוף מאד , אך בכל זאת נחוץ כוח כדי לעבור דרכו . עוצמת הכוח תהיה תלויה בגורמים

הבאים :

שטח החזית של הגוף הנע – הכוח הנחוץ כדי לחדור דרך האוויר שווה ללחץ הנגדי של האוויר . לחץ זה , פועל בעוצמה שווה על כל סמ"ר של שטח החזית . הקטנת שטח החזית תקטין לחץ זה ותקל על התקדמות הגוף .

המבנה האווירודינמי – שיפור מבנה החזית ומבנה העורף יקטין את התנגדות להתקדמות . שלוש סיבות גרמו לשיפור :

1 . עיגול הפינות הקטין את שטח החזית שמול הרוח .

2 . עיגול הפינות הנמיך את מרכז הלחץ .

3 . בצד הנגדי של לחץ הרוח נוצר ריק (תת לחץ-ואקום) קטן יותר .

מהירות הרכב – הגדלת מהירות הרכב תגדיל את התנגדות להתקדמות . היחס בין הגדלת המהירות לבין הגדלת כוח התנגדות , אינו יחס ישר . עם הכפלת המהירות , תגדל ההתנגדות פי 4 .

מהירות האוויר(הרוח)וכיוונה – רכב הנוסע במהירויות החוק , חודר דרך האוויר בכוח של "רוח סערה עזה ביותר" (רוח במהירות של 80 – 90 קמ"ש). אם הרוח תנשוב מולו , תתווסף מהירותה למהירותו , ועוצמת כוחה תגדל בהתאם . רוח צד לא משנה את עוצמת ההתנגדות , אבל רוח שתנשוב מאחור , תקטין את התנגדות .אם מהירותה תושווה למהירות הרכב ,לא תהיה התנגדות , כי הוא לא יצטרך לחדור דרך האוויר .

5 . מצב הכביש ואופיו

מצב הכביש משפיע על בטיחות הרכב ומטענו .

כביש משובש מסוגל לערער מטען .הרכב מקפץ ומיטלטל והמטען יחד עמו .הדרך להתמודד עם כביש כזה הוא לנסוע במהירות המתאימה לתנאיו .מהירות זו לא רק שתאפשר שליטה ברכב היא גם תמנע את ערעור המטען ונזקים העלולים להיגרם לו ולציוד הקשירה .

בעקומות תורגש עוצמת הכוח הצנטריפוגלי. כוח זה ישאף להפוך את הרכב בכביש יבש ולהחלקה בכביש רטוב . כדי להימנע תופעה זאת צריך הנהג להתאים את מהירות נסיעתו . וכן ליצור שפיעה בעקומות .

הכבישים נסללים עם קימרון במרכזם דבר הגורם לרכב לנטות על צידו הימני רוב זמן הנסיעה ועל צידו השמאלי בעת עקיפה .לחץ המטען עובר מצד לצד וזה לא משפר את מצבו .בדרכים הרריות משתנה מיקום מרכז הכובד כל הזמן .בעליה הוא ינוע לאחור , בירידה – לפנים ובעקומות הוא יעבור מצד לצד .

הצורך להחליף הילוכים בתדירות גבוהה , בלימות והאצות בשיפועי הכביש הם הגורמים העיקרים לטלטולי המטען .