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  • 1 # CROCUS柿

    首先是力,省力費距離的槓桿原理是沒錯的,爬坡的時候走之字形的確更省力,這一點在京張鐵路上詹天佑已經為我們做過工程實踐,其他例子也有不少。但是路程增加了也的確是真的。考慮電動機做功問題是往往從輸出功率出發,電量不足首先導致電動機輸出功率下降。由P=Fv,在S型運動的時候,F的確是減少了,原因是在前進方向上的重力分量變小了;但是v卻有可能反而增加了,導致的結果就是P雖然也減小了,但並不如F那麼多,而你爬上山坡的時間顯然增多了,所以最後消耗的功W=Pt就增加了。其實還要重點考慮,折返幾次?隨著折返次數的增加,運動就越接近橫移,也就是重力的作用在減小;於是,當折返次數為無窮多次的時候,電動車永遠爬不上坡,電量消耗無窮多(ಡωಡ) ;利用極限的思想我們可以看到,也折返次數越多,消耗的能量應該是增加的,於是折返次數最少的直接上坡是最省電的;P的下降是必然的,v存在一個使電動車保持平衡的最小值,F也存在一個最小阻力;當電量下降到輸出功率P不能滿足直接上坡時收到最大阻力F時維持最小速度v的時候,你就不得不透過折返的方式來減小F。以上討論了這麼多,但是忽略了一個最最關鍵的問題是,【電動機能提供的功率與受力關係不大,而主要取決於電池提供的電能!】,受力減小隻會導致速度增加。從這點出發,在理想情況下問題就變得很簡單,你把油門拉到最大的情況下,電動機的輸出功率始終是一致的,你在上坡這個過程消耗的時間越多,浪費的電能也就越多。至於由於路程增加帶來的阻力做功增加,以及速度增加導致的空氣阻力變大之類的,其實也帶來了很多額外消耗。這其實也是很多工程實踐中的難題,有時候省力並不意味著省功,省功並不意味著效率高。

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