مفاهیم شتاب و شتاب گیری در وسایل نقلیه

شما ممکن است که فکر کنید سرعت نهایت هیجان رانندگی است. اما تنها دست یابی به بیش‌ترین سرعت نیست که رانندگی را جذاب می‌کند. هر چه این افزایش سرعت سریع‌تر اتفاق بیفتد، رانندگی هیجان انگیز تر خواهد بود. یعنی صرف نظر از این که نهایتاً به چه سرعتی خواهید رسید، این تغییرات سرعت شماست که مهم است که ما آن را شتاب می‌نامیم.

اندازه گیری شتاب
دانشمندان شتاب را با واحدهای گیج کننده اندازه گیری کی کنند:(متر بر مجذور ثانیه). در دنیای خودرو ما از مقیاس ساده تری استفاده می‌کنیم. مدت زمانی که خودرو به سرعت صد کیلومتر در ساعت می‌رسد. فقط ابرخودرو های برتر می‌توانند در زمانی کمتر از چهار ثانیه به این سرعت برسند. رکورد فعلی شتاب صفر تا صد خودرو های جاده ای متعلق به بوگاتی ویرون سوپر اسپرت است با زمان حیرت انگیز ۲.۱ ثانیه! این در حالی است که حتی فشردن پدال گاز خودرویی با شتاب ۶ ثانیه هم آدرنالین خون شما را افزایش می‌دهد. شتاب صفر تا صد خودروهای عادی حدود ۱۰ ثانیه است.

مسابقه سرعت
دراگسترها پرشتاب‌ترین وسایل نقلیه روی زمین اند. به طوری که حتی می‌توانند در مدت ۴.۴۵ ثانیه به سرعت ۵۳۰ کیلومتر در ساعت برسند. حتی شتاب شاتل فضاپیماها هم بیش از این نیست. موتور های بسیار بزرگ آن‌ها بیش از ۶,۷۰۰ اسب بخار (قدرتی معادل ۳۰ پورشه باکستر) دارند و ارتعاش کر کننده ای ایجاد می‌کنند که از بزرگی ۳.۹ درجه در مقیاس ریشتر نیز بیشتر است! تمام قدرت آن‌ها به چرخهای عقب منتقل می‌شود که جهت چسبندگی بیش‌تر بسیار غول پیکرند. لازم به گفتن نیست که درگسترها تا حد زیادی خطرناک اند و برای راندن آن‌ها باید بسیار شجاع و کاملاً دیوانه باشید.

نیرو را لمس کن
برای اینکه بفهمیم چرا شتاب گیری حس هیجان انگیزی است، باید به قوانین نیوتن برگردیم. آ نها را بیاد دارید؟ قانون اول نیوتن می‌گوید: اگر نیرویی به جسم وارد نشود، آن‌ها یا سر جایشان می‌مانند یا به حرکت مستقیم یکنواختی که داشتند ادامه می‌دهند.
این قانون به ما می‌گوید باقی ماندن در جای خود و حرکت مستقیم یکنواخت با سرعت ثابت، در حقیقت با هم فرقی ندارند، چرا که شما می‌توانید هنگامی که در هواپیما یا در قطار با صدها کیلومتر سرعت هستید، به راحتی چای بخورید بدون آنکه چای از دست شما بریزد. شما سرعت را حس نمی‌کنید، انگار اصلاً حرکت نمی‌کنید. حال نوبت به قانون دوم نیوتن می‌رسد: نیروها باعث شتاب گرفتن اجسام می‌شوند. هرچه نیرو بیش‌تر با جسم سبک‌تر باشد، شتاب گیری بیش‌تر است.

این قانون می‌گوید شتاب همواره به نیرو وابسته است. هنگامی که در یک خودرو در حال شتاب گیری هستید، نیرویی را که از طرف صندلی به پشتتان وارد می‌شود را حس می‌کنید. این نیرو مستقیماً به سراسر بدن شما وارد می‌شود و شما این نیرو را با تک تک اعضای بدنتان احساس می‌کنید. از ستون فقرات گرفته تا قلب، معده، ریه‌ها و حتی چشم‌هایتان. همه این‌ها باعث می‌شود تا حس کنید در حال حرکتید.

سرعت نهایی
چتر بازها از هواپیماها می‌پرند و قبل از اینکه چترشان را باز کنند، مدتی را در حال سقوط طی می‌کنند. نیروی جاذبه زمین آن‌ها را به سمت زمین می‌کشد و آنها مانند یک موشک شتاب گیری می‌کنند. اما پس از چند ثانیه که به سرعت باور نکردنی ۲۰۰ کیلومتر در ساعت می‌رسند، روند شتاب گیری متوقف می‌شود. آن‌ها در این لحظه به سرعتی رسیده اند که دانشمندان به آن سرعت نهایی می‌گویند. اما چرا این اتفاق می‌افتد؟

جواب این سؤال این است که جاذبه تنها نیرویی نیست که روی آنها اثر می‌گذارد. آنها با یک نیروی افزاینده از طرف هوا نیز مواجه می‌شوند که درگ نام دارد. در نهایت، نیروی جاذبه زمین با نیروی درگ به تعادل می‌رسند و روند شتاب گیری چتر باز به پایان می‌رسد. (البته همچنان در حال سقوط است) به مانند این اتفاق برای خودروها هم اتفاق می افتد در سرعت های بالا نیروی درگ مساوی نیروی موتور شده و مانع شتاب گیری بیشتر خودرو می‌شود و به این ترتیب، خودرو به بیشترین سرعت خود می‌رسد.

باسپاس از: سید علیرضا سیادتی

*برگرفته از کتاب « دنیای شگفت‌انگیز خودرو » ؛ بازنویسی آقایان: محمدعلی احمدی ، علی واضحی.