ДВС. Разъясните мне физику

[exec228]

провожу аналогии между динамикой линейного движения и вращательного:

"S"[m] расстояние = "alpha"[rad] угол
связь очень простая - на радиусе метр угол в один радиан даст... метр длины дуги.

"V"[m/s] скорость = "beta"[rad/s] угловая скорость. либо частота вращения [Hz; RPM], что наоборот.
если бы радиус был равен метру, то скорости бы совпадали точно (по размеру, но не по размерности).

"F"[N] сила = "Mx"[N m] момент силы.
момент силы это произведение рычага силы на силу, причём векторное произведение.
связь очень простая - сила 1 ньютон на рычаге 1 метр как раз есть момент кручения величиной 1 Нм.

"A"[J; cal] работа = "A" [J; cal] работа
полезная работа чаще осознаётся как произведение силы на проталкиваемое расстояние. или момента силы на накручиваемый угол. A=FS или A=MAlpha.

"N"[W; hp] мощность = "N"[W; hp] мощность.
полезная мощность с одной стороны - количество полезной работы в единицу времени, с другой стороны произведение силы на расстояние (или угол). N = A/t = FS/t = FV
N = A/t = MAplha/t = MBeta

если посмотреть навыворот, то работа есть величина мощности на длительность приложения мощности. но это не всегда полезная работа. это станет понятно, если потолкать стену.

итак, объясняя линейными терминами:

полезная мощность, можно выразить, есть сила, действующая на повозку на рассматриваемой скорости.
(или нелинейными терминами: полезная мощность есть крутящий момент на рассматриваемой скорости вращения)

в общем, связь между мощностью, силой и работой нежёсткая.

скажем, толкать тележку - это затрачивать мало силы и преодолевать большое расстояние. значит совершить больше полезной работы, по сравнению с тем, чтобы толкать ящик без колёс. тут силы много, а пользы меньше. моща тратится впустую.

теперь из этой ерунды попытаюсь дойти обратно до топика.

мощность (на большой скорости, потому, что N=FV, N=MBeta) может быть большой, а сила (или момент) маленькой. произведение вытягивается вторым множителем. смотри на легковушку.

или наеборот, мощность может быть такой же, а сила большой. "за счёт" медленной скорости (и вращения). произведение вытягивается первым множителем. смотри на бульдозер.

поэтому, чтобы отличить движок самолёта от движка парохода, хорошо бы знать какую силу может движок развить (лучше сразу на какой скорости).

но просто знать силу недостаточно, потому, что на больших скоростях парохода гребной винт даст маленькую силу.

потому два параметра. а лучше бы два графика сразу.

вот такой сумбур.