加速するオートバイの場合を考えてみましょう。エンジンは位置エネルギーを機械的エネルギーに変換し、リアタイヤでニュートンの第3法則の力を生成するために使用されます。接地面は、接地面から咆哮に加えられる後方の力であり、道路によって接地面に加えられる前方の力と共存します。物事を単純化するために、プロセスでの損失、抗力、転がり抵抗がないと仮定します。 、など、PE（燃料/バッテリーの化学ポテンシャルエネルギー）の減少は、KE（運動エネルギー）の増加として終了します。
この場合の「抽象的な」オブジェクトは、接触です。接地面（静的摩擦）では、タイヤの表面と路面との間に相対的な動きはありませんが、接地面自体はモーターサイクルと同じ速度で移動しています（負荷に関連する変形は無視されます）。これは、接地面の領域の中心を次のように使用すると、視覚化が容易になります。接地面の瞬間的な位置。
道路は発電できませんが、道路が接地面に及ぼす力の作用点は、モーターサイクルと同じ速度で移動します。したがって、力は、道路によって加えられる力に、その力の適用点である接地面の速度を掛けたものとして表すことができます。これは、モーターサイクルの速度と同じです（平坦な道路を想定）。
道路も作業を実行できませんが、力（接地面の位置に対する）と接地面の移動距離の整数和を使用して、エンジンから発生した「作業」を計算できます。
これを再考しました。力=オートバイにかかる力・オートバイの速度。道路が動いていないという事実は、動いているオートバイに力を加える道路の能力に影響を与えません。 、それは、トレッドが道路に対して移動していないが、モーターサイクルに対してモーターサイクルの速度の負の値で移動しているタイヤの接地面に力を加えるためです。ローリングモーションとトルクのためエンジンから、モーターサイクルのタイヤとホイールが道路から後部に力を伝達します。道路から同じ力でモーターサイクルの速度でのel軸。道路は、エンジンの動力を使用してモーターサイクルを加速する動力伝達シーケンスの一部と見なすことができます。
この場合、接地面の速度はモーターサイクルの速度と同じです。ただし、回転するタイヤによってドラムが角度で加速されていると考えてください。この場合、接地面は移動していませんが、ドラムの表面は移動しています。ドラムは、2つのスプール間をループするケーブルに置き換えることができるため、接触点のケーブルは線形です。この場合、接地面は移動せず、電力=ケーブルにかかる力・ケーブルの速度です。
タイヤの表面が移動していないという事実接地面の道路は、動かない道路が動くオートバイに力を加えることができる理由です。
したがって、私が抽象オブジェクトと呼ぶのは、動くものを指す方法にすぎません。力が加えられているオブジェクトと同じ速度で、rolliに対処するための私の試みでしたモーターサイクルの場合、リアタイヤの動き。
接触パッチに力が加えられるポイントは、加速が十分である場合、ウィリーなどの結果をもたらします。
厳密な物理学の観点から、タイヤと道路の間のインターフェースは、角パワー（トルク×角速度）を線形パワー（力×線速度）に変換するため、ネットワークは実行されません。ただし、オートバイの後輪の馬力を述べるのが一般的であり、これは力と速度の積として計算できます。これはシャシダイナモメーターを使用して行うことができますが、トルクセンサー（トランスデューサー）を介して力を決定することも可能で、走行中に後輪の馬力をリアルタイムで決定できます。一部のライダーは、トルクセンサーとデータ記録を含む機器を購入します。彼らの（レーシング）トラックバイクのために。
コメント
- タイヤに力が加えられており、路上でのタイヤの摩擦がそれを適用します車への電力。電力方程式を使用するときは、どのオブジェクトを選択するかに注意してください。
- 接地面が道路に対して移動することを確認しますか？タイヤの下部では速度がゼロで、上部では2倍の速度です
- "とはどういう意味ですか？エネルギー）は、KE（運動エネルギー）"の増加として終了します。あなたのバイクは丘を下って走っていますか？平らな面で実行している場合、位置エネルギーに変化はありません。それでは、'はどうなりますか？燃料の化学ポテンシャルエネルギーについて話しているのですか？
- @ Wolphramjonny-これは、サイクロイドパターンで動くタイヤの最も外側の部分とは異なります。私は'タイヤダイナミクスの人々が使用する"接地面"という用語を使用しています、接地面は車両とともに移動し、トレッドと道路の両方が接地面を"流れ"します。
- @ BobD-エンジンは、消費する燃料から位置エネルギーを抽出しています。または、'が電動バイクの場合、エンジンはバッテリーから位置エネルギーを抽出しています。損失がないということは、PE + KE =一定であることを意味します。
回答
ホイールにかかるトルクエンジンによる原因で路面に後退力が発生します。ニュートンの第3法則によれば、道路の後方への力は、「接地面」と呼ばれる場所で、道路によってタイヤに前方に作用する等しい力を引き起こします。この前方に作用する力は、タイヤとタイヤの間の静的摩擦によるものです。 $μ_{s} N $ の最大静的摩擦力を超えない限り、後方への力と等しくなり続けます。超えた場合、タイヤはスリップ。最大静的摩擦力の場合、 $μ_s$ はタイヤと道路の間の静的摩擦係数であり、 $ N $ は、モーターサイクルの重量のその部分が駆動輪に作用するために駆動輪に作用する通常の力です。
抗力、転がり抵抗、またはその他の外部（車の外側）がないと仮定します。 ）力がモーターサイクルに作用している場合、静的摩擦力はモーターサイクルに作用する唯一の外力であり、したがって推進に直接関与します。それを転送します。実際、道路は車を前進させるために車の作業を行っています。
道路は明らかにエネルギー源ではないため、この事実を理解するのはやや困難です。発生源は、道路に後方への力を発生させるエンジンであり、これにより、作業を行うための前方への静止摩擦力が発生します。したがって、エネルギーは、一連の相互作用によってエネルギーをソース（エンジン内の燃料）から車に伝達する動力伝達システムから発生し、最終的には車に作用する道路の静止摩擦力になります。
これがお役に立てば幸いです。
コメント
- 質問に再考セクションを追加しました。道路は'動いていませんが、'転がり運動（静止摩擦）により、動いているオートバイに力を加えることができます。 ）ドリブンリアタイヤの。
- パワーがない場合でも、道路は車のパワートランスミッションシステムの一部であると言うのが良い方法だと思います。実際に道路によって提供されます。車のトランスミッション要素から実際に電力が供給されないように。それらは、システムを介して実際に必要な場所に電力を移動（送信）するのに役立ちます
- @JMac提案が少し変更されているのが好きです。私の改訂版を参照してください。
- この答えは正しくありません。車のエネルギーは増加していないので、車の中で仕事は行われていません。仕事はエネルギーの伝達であり、エネルギーは伝達されないため、仕事は行われません。
- @Dale OPによって参照されるPEは、エンジン燃料の化学ポテンシャルエネルギーです。これは機械的PE（重力PEなど）ではないため、機械的エネルギーの保存、PE + KEはここでは適用されません。バイクが加速します。 KEを獲得します。作業は完了です。サイクルを加速させる順方向のサイクルに作用する唯一の外力は、静止摩擦力です。それは仕事をします。エネルギーは最終的に燃料から来ます。オートバイのエネルギーが'変化しないとOPが述べているものは何もありません。注：状況の再考については、OP編集を参照してください。
回答
電力は、次のように定義されます。どの作業が行われるか、またはエネルギーがある場所から別の場所に移動する速度、またはあるタイプから別のタイプに変換される速度。 https://physics.info/power/
「作業が行われる速度」は、次の式で与えられます $ P = \ vec F \ cdot \ vec v $ ここで、 $ \ vec v $ はの速度です。力を加えた時点での材料。ロスレスモーターサイクルの例では、力の作用点はタイヤの底であり、 $ \ vec v = 0 $ があります。
しかし、問題となっているのはまさにこの点です。パワーを計算するための正しい速度は、接地面での材料の速度に等しいですか、それとも接地面の速度に等しいですか？したがって、これを解決するために、定義の他の部分を調べて、 $ \ vec v $ の1つの解釈が定義の残りの部分よりも一貫しているかどうかを確認します。もう1つ。
「ある場所から別の場所にエネルギーが移動する速度」。エネルギー保存の法則により、接地面でエネルギーが伝達されると、車のエネルギーが変化します。車のエネルギーは変化しないので、エネルギーが接地面を横切って伝達される速度がゼロであることは明らかです。したがって、定義のこの部分では、パワーはゼロです。これは、接地面での材料の速度を表す $ \ vec v $ と一致しますが、 $ \ vecとは一致しません。 v $ は接地面の速度を表します。
シャフト、ロープ、ギア、レバーなど、ある場所から別の場所に電力を伝達するパッシブデバイスが存在します。ただし、このようなすべてのデバイスには、正の $ P $ が実行される場所と、（理想的には）同量の負の $ P $ が完了しました。これは、接地面には当てはまりません。
「またはあるタイプから別のタイプに変換されます」。典型的な接地面では、エネルギーの唯一の変換は、機械的エネルギーから熱エネルギーへの変換です。この場合はゼロであると仮定します。この問題では、エネルギーの唯一の変換は、エネルギーがポテンシャルから機械に変換されるエンジンで行われます。したがって、車両の総エネルギーが一定であるにもかかわらず、エンジンの出力について話すことは理にかなっています。しかし、接地面では、エネルギーは機械的であり、機械的なままです。したがって、定義のこの部分は、接地面での材料の速度を表す $ \ vec v $ とも一致しますが、 $ \ vec v $ は、接地面の速度を表します。
したがって、電力の定義の他の部分は両方とも、接地面によって提供される電力がゼロであることを示しています。 。これは、 $ \ vec v $ が接地面での材料の速度であるという定義に対応しています。
この質問が多くの人をだます理由は、道路からの力がモーターサイクルの勢いを変えるからです。ただし、運動量とエネルギーは別個の概念であることを知っておくことが重要です。それらは関連していますが、同じではありません。力は運動量の変化率であり、エネルギーの変化率ではありません。したがって、力は、エネルギーを変更せずにオブジェクトの運動量を変更することができます。これは1つの例ですが、他にも多くの同様の例があります。
最終的に、力 $ P = \ vec F \ cdot \ vec v $ によって伝達される機械的動力は、常に次の速度を使用して計算されます。力が加えられる材料。オートバイの例ではゼロです。
コメント
- "接地面"は、2つのオブジェクト間のインターフェースを参照し、"接地面"は動いている場合と動いていない場合があります。 "接地面"は、参照するタイヤにも速度がある場合にのみ速度があるため、状況によって異なります。
- 同じ論理で、$ W = \ vec F \ cdot \ vec s $も実行されませんか？作業が行われない場合、加速するモーターサイクルKEの増加の原因は何ですか（ゼロ損失の状況では、PE + KE =一定であるため、PEの減少はKEの増加と一致します：ΔPE+ΔKE= 0）？
- 接地面の速度は関係ありません。接地面での材料の速度のみが重要です。 $ W = \ int P \ dt $なので、$ P = 0 $の場合、$ W = 0 $になります。詳細については、 physicsforums.com/threads/ …
- @Daleを参照してください。 、しかし、車のKEのゲインが$ $$ \ Delta E_k = \ text {frictional force} \ times \ text {接触面によって移動した距離}、$$から確実に$計算できることは興味深いと思います。疑似作業と呼ばれることもあります。
- @Daleエネルギーはシステムの境界で反射され、システムとの直接的な相互作用であると主張します。道路は'車の正味エネルギーを変更しませんが、車輪の回転から車の線形運動エネルギーへのエネルギー伝達を直接促進します。