Конечно, на этот вопрос влияет аэродинамика, и чем быстрее вы движетесь, тем больше воздуха вам приходится выталкивать с пути, тем больше энергии вы используете. Но будет ли разница лишь небольшим процентным изменением или она будет намного больше? По сути, будет ли определенная единица энергии способна переместить определенную единицу массы на относительно фиксированное расстояние, или это расстояние будет уменьшаться с увеличением скорости.
Сопротивление движущегося объекта определяется приближенным выражением:
Для моего Форда Фокуса = 0,32 и = 2,12 м . Плотность воздуха на СТП около 1,2 кг/м , поэтому при крейсерской скорости на автомагистралях Великобритании 70 миль в час (31,3 м/с) сопротивление равно:
Мощность, затраченная на преодоление этого сопротивления, равна силе, умноженной на скорость:
Если мы проведем тот же расчет для скорости 50 миль в час (22,35 м/с), мы получим P = 4,5 кВт. Аккумуляторы в электромобиле EV1 вмещают от 16 до 26 кВтч в зависимости от того, какой аккумуляторный блок использовался. Предположим, что у моего Focus батарея большей емкости, тогда при скорости 70 миль в час мы получаем дальность 146 миль, а при 50 милях в час — 289 миль.
На практике я не думаю, что разница настолько велика. С моим (бензиновым) Ford Focus расход топлива при 50 составляет около двух третей от расхода при 70, и приведенный выше расчет предполагает, что я должен сократить расход топлива примерно вдвое. Разница предположительно связана с потерями на трение и вязкостью в двигателе и трансмиссии.
Сопротивление воздуха увеличивается пропорционально квадрату вашей скорости. Удвойте скорость, увеличьте сопротивление воздуха в четыре раза. На низких скоростях большая часть вашей мощности используется для преодоления трения о землю и в ваших механических системах. Эти потери растут линейно. Где-то около 10-60 миль в час (в зависимости от транспортного средства) энергия, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, становится выше и продолжает расти быстрее, чем энергия, необходимая для преодоления трения.
Ну, есть как минимум три фактора, которые влияют на диапазон:
Энергия рассеивается в виде тепла за счет трения внутри двигателя/автомобиля (там много движущихся частей, которые тратят много энергии).
Сопротивление воздуха (как вы указываете).
Ускорение. Когда автомобиль разгоняется, двигатель работает.
Сопротивление воздуха (лобовое сопротивление), которое испытывает автомобиль, пропорционально квадрату его мгновенной скорости на высоких скоростях и пропорционально самой скорости на малых скоростях. В любом случае мы видим, что на низких скоростях, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь, мы больше всего должны беспокоиться о потерях энергии на трение, тогда как на высоких скоростях нам больше всего приходится беспокоиться о сопротивлении.
Сказав все это, предположим, что мы едем на низких скоростях в очень аэродинамическом транспортном средстве, тогда наш диапазон значительно увеличится, если мы не будем постоянно трогаться и останавливаться. Это происходит потому, что запуск и остановка требуют ускорения, а ускорение требует затрат большого количества энергии, потому что двигателю необходимо совершать работу, чтобы двигать автомобиль вперед. Таким образом, чтобы быть наиболее эффективным, вы должны двигаться с относительно низкой скоростью, не останавливаясь.
dmckee --- котенок экс-модератор
Дэн играет при свете огня
Джон Ренни