小学生でも分かるトルクと馬力の話 
(本当に早いクルマとは?)


 6. トルクと加速度の関係
  6-1. トルクから加速度を計算する方法
  6-2. ニュートンの第2法則
  6-3. クルマの加速度の求め方1
  6-4. クルマの加速度の求め方2
  6-5. GT-Rの加速度を計算する
  6-6. 加速度計算の応用編
  6-7. 加速度計算のまとめ
  6-8. 加速を良くするには
  6-9. 0-100km/hタイムの罠(2017/4/6:追加)

第6章:トルクと加速度の関係
(ニュートンの第2法則を使って、トルクから加速度を求める)


6-4. クルマの加速度の求め方2


上記の場合、計算を簡単にするために人がクルマを押したときの加速度を求めましたが、クルマはタイヤを回して進みますので、タイヤに掛るトルクから加速度を求めてみます。



この場合、タイヤが地面を蹴って(押して)進みますので、タイヤと地面の間で発生する力(=トルク/タイヤの半径)をクルマの質量で割れば、加速度が分かるという訳です。

加速度=力(フォース)÷質量

加速度=(トルク/タイヤの半径)÷質量


加速度と聞くと難しく思いますが、実はこんなに簡単に求められるのです。

そして加速度の計算においては、馬力も回転数も全く関係しないのです。




6-5. GT-Rの加速度を計算する


実際に走ってもいないのに、そんなに簡単に加速度が計算できる訳がないと思っていませんか?

ならば実際にやってみましょう。基本さえ分かれば簡単です。

お試しは、データが豊富にあるご存じGT-Rです。


最新モデルの最大トルクは何と64.5kgf・mにも達していますが、さすがに常時最大トルクは出せないので、加速時に使う平均トルクを切りよく50kgf・m(78%)としておきましょう。

またギヤ比(=変速比×最終減速比)ですが、スペックを調べると時速100kmまで1速と2速でカバーでき、そのときのギヤ比が15~9ですので、(計算を簡単にするため)真ん中をとって12としておきます。

このギヤ比の12とは、エンジンの出力軸からタイヤまでのギヤによって、エンジンのトルクを12倍に強めている事を表しています。

最後にタイヤの半径を0.35m(直径70cm)として、以下の式に入れてみましょう。

加速度 = 力(フォース)÷質量
= (トルク×重力加速度×ギヤ比/タイヤの半径)÷車重
= (50kgf・m x 9.8m/s2×12/0.35m)÷1730kg
= 9.7m/s2


上の式で突然、重力加速度(9.8m/s2)が出てきましたが、(難しい説明は抜きにして)これはkgfの”f”の事だと思って頂いて結構です。

上記の様にGTRの加速度は9.7m/s2と、ほぼ1G(9.8m/s2)の加速度 が算出できました。

旅客機の離陸時の加速度が0.2Gと言われていますので、数秒間とは言え市販車では驚異的な数値と言えます。

またこの加速度は、1秒毎に時速が35km/h(=9.7m/s2×3600s/1000m)ずつ増える事を表しています。

ですので、0-100km/h到達時間は計算上2.9秒(100km/h÷35km/h)となり、メーカ公称値(3.0秒)とほぼ同じ値になるのも確認できました。

どうです。本当に簡単でしょう?




6-4. クルマの加速度の求め方2


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6-3. クルマの加速度の求め方1

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6-6. 加速度計算の応用編






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