車の0-100kmタイム計算！

質問

前後重量バランス，45：55、CD値0.28、前面投影面積2.01m^2
重心高：226mm、ホイールベース：2650mm、車重1450kg{走行重量}
タイヤ摩擦係数：1.3
最高出力：750ps{出力 カーブは線形とする}、簡単にするため100km/hのギア比
駆動力{750/100*75*3.6*9.80665=19858.47N}[カーブが線形なので推測可能]
0-100km/hのタイムを計算して下さい。
空気抵抗の影響も加味して下さい{空気密度は1.22}
意味はないですし、一概に言えないかも知れませんが物理に詳しいかた計算して下さい。
画像はイメージです*^▁^*

回答No.4

hg3

あなたの主張を誤解しておりました。

要は
750/100*75*3.6*9.80665=19858.47N
の計算は、トルクではなく、タイヤ外径の接線方向に働く力を計算したのですね。
であれば、単位は（N）で正しいし、計算も合っているでしょう。

＞定義がおかしいかも知れませんが別に物理のカテゴリだからと言って物理理論を言っている訳ではない。
これが誤解の原因。
用語は物理の定義に従って使用しなければ、他者に正しく理解してもらえません。
あなたの言う”100km/hのギア比”だとか”ギア比の速度”などという言葉は、一般には用いられませんから、理解が出来なかったのです。また、トルクは物理学できちんと定義された用語ですから、それを違う意味で用いれば当然、誤解が生じます。

計算を簡略化するために独自のパラメータや用語を使用することがダメとは言いませんが、そうなら、そのパラメータや用語の意味や定義、単位などをきちんと説明した上で使うべきです。そうしないと、お互いに正しい理解ができません。

回答No.3

hg3

だから、”100kmになるギア比”って何ですか？

トルクと出力の関係は、
出力（N・m/s）＝トルク(N・m)×（回転数(rpm）×2π）÷60
です。

この式に”100kmになるギア比”の100なんて数字は使いません。
使うのはエンジンの回転数です。
回転数の単位をrpm（＝/min)にした場合、これを60で割って1秒当たりの回転数rps（＝/s)にします。
左辺の（/s）と右辺の（/s)が消えて、トルクの単位(N・m)になるのです。

物理の計算をするなら、単位の換算は基本中の基本。(N・m)と（N)の区別をせずに計算するなど言語道断ですね。

それから、私は何も同じエンジンで、回転数によってトルクが変化すると言っているのではありません。出力カーブが線形つまり出力が回転数に比例するのであれば、例えば、回転数が半分のときは出力が半分になるから、トルクは同じ数字になります。つまり、同じエンジンなら、回転数によらずトルクは一定ということは分かっています。
しかしながら、最大出力時の回転数が8000rpmのエンジンと、最大出力時の回転数が10000rpmのエンジンではトルクが違うのだ言っているのです。

＞トルクなど馬力÷回転です。
その通りです。
あなた自身、回転数が変わればトルクが変わると言っているではありませんか。
まさに、最大出力時の回転数が違えばトルクが違うということですね。

＞ギア比はタイヤのサイズも考慮して100Kmなので
ギア比は文字通り比です。
簡単に言ってしまえば、エンジンの回転数とタイヤの回転数の比です。
比ですから、kmやkm/h等の単位がつくことはありません。

おそらく、速度とエンジンの回転数の関係を表す数字のことを”ギア比”と呼んでいるのかもしれません。
それなら、それで計算に使うことはできなくはないですが、その場合、その数字の意味や単位を明確にしないといけません。
あなたのいう”100kmのギア比”の100というのは、車の速度が100km/hの時、エンジン出力が最大になるという意味でしょうか？
だとしたら回転数とは無関係の数字なのでトルクの計算式には使えないことになります。そうした数字の意味を理解せずに、計算式に用いても正しい答えは出ないのです。

お礼

規約違反かもですが
ギア比合わせた速度はm/sです。
馬力はps。w：力*速度？

補足

車の速度がその車のエンジン最高出力での回転数に対して100kmに回転比を合わせた状態を簡易計算出来るのです。
回転数がこれより上がった場合同じトルクである場合、馬力が上がります。
しかし、エンジンのトルクとエンジン回転数を速度か力のどちらに振り分けるかでも考えられます。
100kmに合わせたギア比と200kmに合わせたギア比ではそのまま2倍なんですよ。理論の問題ではありません。
エンジン回転数とエンジンのトルクにこだわらなくてもそれらを統合した出力があって出力特性が線形であれば出力値を使って計算できます。

と言うか計算して見てないなら。。。。

定義がおかしいかも知れませんが別に物理のカテゴリだからと言って物理理論を言っている訳ではない。
数字の意味や単位と言ってもギア比の数値があって100kmしかそのエンジンで回し切れないならそしてエンジン出力特性が線形なら100kmに合わせたギア比の速度です。定義の問題ではなくて、それでも計算出来ちゃってるよと。
詳しい細かい普通計算しないような剛性とか無視しての話ですが。

あくまで計算のショートカットです。
もしもエンジン回転数が最高出力時の数値を越えてそこだけトルクと引き換えに馬力が下がっていてもその場合100kmのギア比では無くなりますよ。
意味を理解しなくても正しいギア比を用いて計算した時に回転数から割りますよね回転数とタイヤ外径とギア比でタイヤの外周回転速度km/h{角速度でない}を計算できます。その速度をその車におけるギア比の速度と適当に呼んでいるだけです。
最高出力時の回転数以上回さないことも前提です。
すると馬力÷速度×2648.29でおよそ計算できます。

エンジン回転数rpm÷60：一秒当たりの回転数{rps？}
タイヤ外径mm*3.1416...÷1000：タイヤ外径m
馬力トルク換算75*60÷6.284186307...：716.19724

馬力*0.7355*1000*3.6÷速度

馬力をWに換算：馬力*735.5
速度をm/sで無くkm/hに換算：*3.6
735.5*3.6=2647.8{小数点誤差で2648.7よりズレた}
馬力÷ギア比合わせた速度*735.5=駆動力N
ここでNはおかしいがどうしてもギア比を用いて計算して後で割って逆算するとこれで良しな数値が出る。

回答No.2

hg3

先の質問の回答にも書きましたが、

トルクの単位は、N・mです。
力の単位Nと違います。
よって、F=maの計算にトルクの値をそのまま使うのは間違いです。

また、出力をトルクに換算するのに「100km/hのギア比」の100という数値を用いていますがこれも間違い。
トルクの換算に使うのは、最大出力時のエンジンの回転数です。

で、エンジンの回転数とタイヤの回転数の関係を表すのがギア比ですが、「100km/hのギア比」の100の数字はこれを表したものではないので、計算に使えません。

補足

回転数を利用して100kmになるギア比で駆動力が変化するでしょうか。
同じ100kmのギア比で駆動力が違うと言うのはあり得ない。
トルク×回転が言わば馬力です。
回転を0~1とし線形になる計算をすれば、馬力だけでトルクを無視してもトルクを加味した計算結果になります。
100Kmのギア比と回転数、線形の出力特性と言う条件ならトルクなど馬力÷回転です。{詳細は馬力回転数でトルクの計算}
出力カーブが線形ならの話ですが。

ギア比を用いて計算して見てください。
馬力が線形ならギア比の速度{エンジン回転数max時}が最終駆動力に影響していることが分かると思う。
あと、簡易計算ですので。
あとギア比はタイヤのサイズも考慮して100Kmなので駆動力=f{グリップまで}

目安が欲しいのです。空気抵抗の。
数式の論理的順序は変でも馬力÷ギア比速度*2645.7でおよそ計算が合うのです。ギア比を用いて一回計算すると分かります。

ギア比の速度にはエンジン回転数、ギア比、ファイルギア、タイヤ外径が影響します。
結局ギア比を用いた計算は最終的にギア比の速度を計算するのです。
ならギア比の速度がそのままギア比の統合値？だと分かるでしょう。
{簡易なので伝達効率は除く}

なので計算は可能です。

出力特性が線形でなくても現在の出力が分かれば、この方法で計算できます。
ギア比はそのシフトの速度を計算するための数値ですから現在のギアで何Km出るか分かれば駆動力は求められるんです。
ギア比は減速比ですし、回転力の計算のためにあるのですから。

あと駆動力の計算はタイヤ外径を考慮してるのでタイヤ外径の外周に働くトルクですからfに使えます。

回答No.1

foomufoomu

>最高出力：750ps{出力 カーブは線形とする}、簡単にするため100km/hのギア比・・・
出力カーブは線形」というのは、「出力は速度に比例」という意味ですか？
でしたら、速度0では出力も0なので、発進できません。

また、質問文の条件では、走行抵抗が空気抵抗しか計算できません。
時速100km以下では空気抵抗は他の走行抵抗より小さい(40km/h以下ではほとんど無視できるぐらい小さい)ので、計算してもあまり意味がありません。

こんな簡単な条件だけで計算できるなら、だれも苦労しませんって・・・ていう話です。

補足

出力は速度に比例しませんよ。100kmのギア比にしておけば100kmで回転数が最大出力に当たりますね。出力特性が線形である場合は750馬力の数字を用いて計算したとしても750馬力を回転数対して線形比例させた計算結果になるのです。加速度は馬力ではなくトルクで決まるので、100kmまでの回転数を速度に割り当てられます。
速度は0でもアイドリング回転数を少しでも与えれば加速できます。
アイドリング回転数について書き忘れていてすみません。
簡易計算で目安で良いのですよ。
後輪駆動を書き忘れすみません。

駆動力19858N、馬力750ps、ギア比100km/h、出力は線形とする。
fは19858N一定で良いと言うことです。
問題は摩擦力です。1.3G*0.55=0.715G
19858/1450=1.397G
重心226mm、ホイールベース2650mm
0.715*226/(2650*0.45)=0.1355
0.1355+0.55=0.6855、0.6855*1.3=0.89G
1.397G 0.89G グリップは越えられないので0.89G
100/3.6/0.89/9.80665=3.178sec
0-100kph：3.18sec
空気抵抗が影響すると小さくても、どのような数値が簡易計算でも出るのか。
それが分からない。