İnsanlarımızın doğru olduğunu iddia ettiği bir yanlış.
Adamlar zannediyor ki 900 kg. araba yol falan tutmaz, ama 1500 kg. bir araba yola yapışır. Yanlış arkadaşım. Ağırlığın yol tutuşa hiçbir getirisi olmaz. Zaten yol tutuşu geçtim ne frenlemeye ne de yakıt tüketimine bir avantaj sağlar.

Bu arada bir araba ağır olacak diye yol tutmayacak ya da hafif diye iyi yol tutacak diye bir kaide yok. Arabanın şasisi, süspansiyon geometrisi, ağırlık merkezi, lastik ölçüleri ve kullanılan lastiğin kalitesi, kamber ve kaster açıları vb. yol tutuşa etki eden birçok faktör vardır.

Kaba bir tabirle ifade edersek viraj alırken merkezkaç kuvveti bizi yolun dışına atmaya çalışır. Merkezkaç kuvveti ise hıza ve kütleye ve bağlıdır(aynı zamanda virajın yarıçapına). Yani hız ve kütle arttıkça arabaya uygulanan merkezkaç kuvveti artacak ve araba virajın dışına doğru savrulacak. Tabi burada tekerleklerin sürtünmesi vb. olaylara girmeyeceğim. Ama üstünkörü olarak anlattığımı düşünüyorum.
Türk insanında bu kanının oluşmasında etkili olduğunu düşündüğüm şey ağır arabaların yüksek hızlarda güven vermesi. Ancak Virajın keyfi mx-5 ve s2000 gibi şasi dengesi iyi ayarlanmış arkadan tahrikli ve hafif arabalar ile çıkıyor. İster çizgi kasarak ister farklı açılarla yanlayarak.
Mahallede arabalarla ilgili bilgileri ezbere olanlarin dedikleri sey . Muhendislik hakkinda bilgileri yok iste 1500 kilo mu ? He iyi yol tutar.
Momentum'dan bir haber olan insan klişesi.
Azıcık kafa yorsa anlayacak ama nerede?
Kabul etmek hoşuma gitmesede doğruluk payı olan sav. İlk entryde anlatılanlara katılıyorum lakin eksikliler mevcut. Aşama aşama bu konuya açıklık getirmek istiyorum.

İlk olarak sürtünme kuvvetinden bahsedelim. Bu kuvvet insanoğlunun icat ettiği tüm vasıtalar için engelleyici, kısıtlayıcı bir unsurdur. Biri hariç: kara vasıtaları. İster uçak tasarlayın, ister gemi, isterseniz uzay mekiği... Hepsinde sürtünmeyi minimuma indirgeyip momentumdan maksimum faydalanmayı amaçlarsınız, aerodinami bilimi bunun için var. Fakat kara taşıtlarında sahip olduğunuz gücü harekete çevirmenin yolu sürtünme kuvveti ile birlikte çalışmaktan geçer. Yani bir hovercraft yada maglev tren kullanmıyorsanız taşıtı hareket ettirebilmek ve kontrol edebilmek için kara ile temasınızı kesmemeniz gerekir.

Diğer bir husus ise momentum, eylemsizlik. Kütlenin hız ile çarpımı momentum değerini verir, kütlenin ivme ile çarpımı ise kuvvet değerini verir. Şimdi bunu niye anlattım; Newton'un 1. yasası gereğince maddeler eylemsizliklerini koruma yönelimindedirler. Duran cisim durmaya, hıza sahip olan cisim hızını korumaya çalışır. İşte bu kararlığın ölçülebilir değeri momentumdur, hız ve kütle ile doğru orantılıdır. Bu kararlığı bozmak için yapabileceğiniz tek şey kuvvet uygulamaktır, kuvvet kütle ve ivme ile doğru orantılıdır.

En önemli husus ise kütle çekim kanunu ve merkezkaç kuvvetidir. Bu kanun gereğince iki cisim kütleleri oranında birbirine çekim kuvveti uygular. Merkezkaç kuvveti ise hareketli cismin sahip olduğu moment sayesinde çekim kuvvetine zıt yönlü oluşan kuvvettir. Bir ipin ucuna ağırlık bağlayıp havada dairesel çevirin; dönen cismin dışarı gitme isteği merkezkaç kuvveti, ipin bu güce karşılık uyguladığı direnç çekim kuvvetidir. kuvvetler arasında denge yoksa ilişki bozulur, ya ip kopar yada momentum yetersiz geldiği için dönme eylemi sona erer. Uzay içindeki cisimlerle daha da örneklemek isterdim ama gereksiz uzadı zaten yazı. Buradan çıkan sonuç ise dünyada görebileceğiniz en büyük çekim kuvveti "yerçekimi"dir.

Bu üç paragraftan çıkan temel bilgilerle konumuza dönecek olursak; Arabanızın yolu tutmasını istiyorsanız temas ettiğiniz yüzeyle en iyi sürtünme değerine sahip olup uyguladığınız kuvveti kaybını minimumda tutarak harekete dönüştürmeniz gerekir. Bunun iki yolu var: Ya sürtünen yüzeylerin direncini arttırırsınız ya da yüzeylere uyguladığınız kuvveti arttırırsınız. Yani yüzeye tutunmak istiyorsanız uygulanan dik kuvveti yüksek olmalıdır.

Buraya kadar tamam. "Peki tutunmayı sağlayacak kuvveti nereden sağlayacağız" diye sorarsak? Bunun da iki yolu var: ya aerodinami biliminden faydalanıp hareket halindeki aracın üzerinden geçen havanın oluşturduğu bastırma kuvvetini kullanacağız ya da yerçekimi nimetinin aracın kütlesine olan çekme kuvvetini diğer bir değişle "ağırlığını" kullanağız. En başa dönersek; "ağır araba iyi yol tutar" savı anlattıklarım doğrultusunda nispeten doğrudur. İnsanlarımızın günlük hayatta karşılaştığı sorunlar
--- spoiler ---
kış aylarında önden çeker torosun kaputuna oturarak ya da şahinin bagajına oturarak tutunmayı arttırmaya çalışması
bayır çıkmak için ağırlık dağılımını çekişin olduğu tekerleklere yönlendirerek geri geri veya normal ileri sürmeye çalışması vs. gibi
--- spoiler ---
karşısında edindikleri tecrübeler bu savın farkında olmadan da olsalar doğruluğunu destekler.

Ayrıca ikinci entryde bahsedilen "güven" meselesi de 2. paragrafta anladığım durumdan dolayı doğrudur. Eylemsizlik eğilimi doğrultusunda aracın momentumu sürüşün stabilliğine doğrudan etki eder. Momentumun yükselmesi ile atikliği azaltır ama stabilitesi artar. Emin olun Alman otobanlarında 300 km üstü hızlarda seyir halindeyken Brabus modifiyeli bir S serisini modifiye geçirmiş bir Caterham'a tercih edersiniz. Bıraktım Caterham'ı, F1 bile kullansanız affedersiniz vücudunuzda ter akmayan yer kalmaz.

Yukarıda bahsedilen yol tutuş faktörlerinden farklı olarak aracın "ağırlığı" hızdan bağımsız bir faktördür. Yani yavaşta gitseniz hızlı da gitseniz ağırlığınızın size vereceği tutunma sabittir. Bunun yanında merkezkaç kuvveti gibi zıt kuvvetler ağırlıktan kazandığınız tutuşun momentumla geri alınılıp hatta aksi yönde artarak tutunmanın ortadan kalkmasına da sebep olabilir . Bunun için tutunmada salt ağırlıktan faydalanmak yerine ağırlık dağılımını doğru düzenlemek esastır.
@Greenbaracuda'ya katılıp bir şeyler eklemek istediğim başlık.
Şimdi momentum, merkez kaç falan hepsi çok doğru evet, aslında kilosu çok olan bir otomobil iyi yol tutmalı. Ama! Dikkat edilmesi gereken 2 nokta var, 1) lastiklerin bu ağırlık ile nasıl başa çıkacağı 2) süspansiyon geometrisi. Kilolu bir araba ile hızlı bir şekilde viraja girdiğinizde virajın dönme yönünün tersindeki lastiklere çok fazla yük binecektir. Bir de süspansiyon geometrisi 'konfor' odaklı dizayn edildi ise araba o yöne daha da çok yatacağı için lastiklere binen yük daha da artacak, lastik bu kilo ile başa çıkamayınca kayma başlayacak. Yani aslında hepsine bir bütün olarak bakmak gerek.

Ağır arabalar genellikle konfor odaklı üretilen seda otomobiller oldukları için, ağır arabaların çoğu kötü yol tutar denebilir göreceli de olsa. Ama işin fiziği Green reisin anlattığı gibidir.
Aracın tasarım aşamasında ağırlığın yere ne kadar yakın olduğu ve ağırlık dengesinin ne denli başarılı olduğuna göre doğruluğu değişebileceke önerme. Rezalet ağırlık dengesi olan ve yüksek araçlar tutar tutar derken taklaya dönüp sizi çok şaşırtabilir.
Ağırlık dengesi %50 %50 ise iyi tutar evet ama genelde ağır otomobillerin ağırlık dengesi bozuktur.
Basit fizik kanunlarıyla çürütülebilecek bir hipotezdir.

Arabayı yolda tutan kuvvet sürtünme kuvvetidir. bu da
F_sürtünme=k.m
olarak ifade edilebilir. Burada k lastikle asfalt arasındaki sürtünme kuvvetidir. Aerdinamik downforce da hesaba katılırsa
F_sürtünme=k(m+d)
olacaktır.

Arabayı yoldan çıkarmak isteyen kuvvet de arabanın ataletidir. İvmelenme veya durma durumuna göre
F_atalet_ivme=m.a veya F_atalet_dönüş=m(V^2)/2
olur.

Arabanın yoldan kopmay başlayacağı nokta bu iki kuvvetin eşit olduğu yerdir.
F_sürtünme = F_atalet
k(m+d)=m.a

k.m + k.d = m.a

Ve lastiklerin sürtünmeden tutunabileceği maksimum ivme
a = k + k.d/m
olur. Burada göründüğü gibi ilk iki terim kütleden bağımsızdır. Yani aerodinamik downforce hesaba katılmazsa (örneğin düşük hızlarda) arabanın ağırlığı tutunmaya hiç etki etmez. Üçüncü terim ise aerodinamik etkiyi temsil eder. Aerodinamik etkiyi de hesaba kattığımızda hafif arabanın daha düşük ataleti olduğundan dolayı yolu daha iyi tutacaktır. Üçüncü terim de bunu ifade eder.

Yani özetle ağır araba iyi tutmaz. Aksine daha kötü tutar.

Karlı havalarda arabanın tekerleğinin üstüne ağırlık vermenin mantığı ağırlık merkezini değiştirerek toplam ağırlığı arttırmadan lastik üzerinde bastıran kuvveti arttırmaktır. Eğer ağırlık artınca daha iyi tutsaydı arabanın üstünde debelenmez içine binerdi.

Buna ağır arabaların ağırlık merkezinin genellikle yerden daha yüksekte olmasından kaynaklanan bodyrolletkisini eklerseniz daha da kötüleşecektir.
  • / 2
bunlar da ilginizi çekebilir
ilgili galeri