Ulaştırma #03 | Taşıt Dirençleri

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Açılıştaki 3D animasyonda dersin örnek otomobili gerçek ölçekte bir yolda ilerliyor ve kuvvet okları canlı hesaplanıyor. Araç hızlandıkça mavi hava direnci oku hızın karesiyle büyür, lastiklerde yuvarlanma okları belirir, yol yokuşa dönünce eğim direnci eklenir ve yeşil çekiş kuvveti oku hepsinin toplamı kadar uzar. Bu derste taşıt performansının temelini, yani hava, yuvarlanma ve eğim dirençlerini hesaplıyoruz. Bu derste: - Taşıt performansı tasarımı belirler: hızlanma ve yavaşlama şeritleri, en büyük eğim, görüş mesafeleri. - Hareket denklemi F = ma + Ra + Rrl + Rg; sabit hızda a = 0. - Hava direnci Ra = ρ/2 · CD · Af · V²; %85'ten fazlası çalkantıdan; CD otomobilde 0.25–0.55, çekicili kamyonda 0.6–1.3; güç V³ ile artar, hız iki katında 8 kat güç. - Yuvarlanma direnci: %90 lastik deformasyonu; yüzey, lastik basıncı ve hızın etkisi; frl = 0.01 (1 + V/44.8), V m/s; Rrl = frl · W. - Eğim direnci Rg = W sin θ ≈ W G; %4 eğim = 0.04, açısı ≈ 2.3°; inişte işaret değişir. - Özgün örnek: 1500 kg, CD 0.30, Af 2.2 m², düz yolda 90 km/h = 25 m/s → Ra ≈ 248 N, Rrl ≈ 229 N, toplam ≈ 477 N, güç ≈ 11.9 kW. - Özgün örnek: aynı araç %4 yokuşta Rg ≈ 589 N, toplam ≈ 1065 N (düz yolun iki katından fazla), güç ≈ 26.6 kW; 2000 N çekişle hız korunarak en büyük eğim ≈ %10.4. - Hava ve yuvarlanma dirençleri bu araçta ≈ 86 km/h'te eşitlenir; kamyonlar ve tırmanma şeridi. - Üç tuzak. Bölümler: 0:00 Geçen Ders ve Bugün 0:27 Bir Bakış: Motor Neye Karşı Çalışır? 0:52 Hareket Denklemi 1:20 Hava Direnci 2:04 Yuvarlanma Direnci 2:40 Eğim Direnci 3:09 Örnek 1: Düz Yolda 90 km/h 4:00 Örnek 2: Yüzde 4'lük Yokuş 4:33 Dirençler ve Hız 4:59 Üç Tuzak 5:22 Özet Bir sonraki derste çekiş kuvveti, ivmelenme ve yakıt konusuna geçiyoruz. Kaynak kitap: F. L. Mannering, S. S. Washburn, Principles of Highway Engineering and Traffic Analysis, 7. baskı (Wiley, 2020), Bölüm 2.1–2.5. Kitap ABD birimleriyle yazar; derste SI kullanıldı (yuvarlanma bağıntısında 147 ft/s yerine 44.8 m/s, hava yoğunluğu yaklaşık 1.2 kg/m³). Konu sırası, tanımlar ve bağıntılar kitaptan alındı; 3D sahne, örnekler ve sayılar özgündür. İnşaat Mühendisliği öğrencileri için Ulaştırma serisinin 3. dersi. Ön koşul: temel fizik ve dinamik.