Gravitace je nudná síla, pokud o tom nepřemýšlíte. Stahuji auto dolů. Pokaždé. Země reaguje stejnou silou. Pneumatiky mají silnou přilnavost k povrchu vozovky. Auto stojí na místě. Stále.
Pak šlápnete na plyn.
Všechno se okamžitě změní. Zadní kola tlačí na zem. Horizontální síla. Skutečná síla. Auto zrychluje. Při nízkých otáčkách se téměř veškerý výkon motoru přeměňuje na pohybující se hmotu. Newtonův druhý zákon je tvůj přítel. Síla se rovná hmotnost krát zrychlení. Jen.
Ale auto odolalo. Setrvačnost je parchant. Odpovídá silou úměrnou její váze. Čím rychleji zatlačíte, tím silněji zatlačí zpět.
Vzduch se stává překážkou
Rychlost zabíjí zrychlení. Ne proto, že by motor ztrácel výkon, ale proto, že to dělá vzduch.
Jak se auto pohybuje, tlak vzduchu se zvyšuje. Zvyšuje se odpor vzduchu. Nejedná se o lineární vztah. Je to exponenciální. Zdvojnásobení rychlosti? Zvyšte odpor čtyřnásobně. Vzduch vyvíjí tlak na přední část vozu. Působí v opačném směru než tažná síla pneumatik.
Tímto způsobem odečtete odpor od vaší tažné síly.
$$ F_{Net} = F_{Drive} – F_{Drag} $$
První $F_{drive}$ vyhraje. S velkou rezervou. Můžete to cítit i ze svého sedadla. Síla dostupná pro zrychlení je velká. S rostoucí rychlostí se však zvyšuje i $F_{drag}$. Absorbuje přebytečnou sílu.
Náraz do zdi
Nakonec existuje limit. Maximální rychlost.
To není závada. To je fyzika. Při této konkrétní rychlosti se tažná síla přesně rovná odporu vzduchu.
$$ F_{drive} = F_{drag} $$
Výsledná síla je nulová. Akcelerace se zastaví. Vůz se nemůže pohybovat rychleji. Motor může mít stále výkon, ale síla vzduchu tlačícího dozadu je větší než síla pneumatik tlačících se dopředu.
Proč je to důležité? Protože většina lidí si myslí, že maximální rychlost souvisí s koňským výkonem. To je špatně. Všechno je to o koeficientu aerodynamického odporu a čelní ploše. Auta s horší aerodynamikou a nižší rychlostí se k této stěně dostanou dříve. Rychlé auto s uhlazenými liniemi tento okamžik odkládá.
Vzduchu nezáleží na rychlosti 0 až 60 mph. Jen se brání. A když vzdoruje stejnou silou, jakou tlačíte dopředu, jste zastaveni.
Nebo ne? Pokud spustíte kapotu. Nebo vyměnit pneumatiky. Nebo počkejte na další představení. Bitva mezi pneumatikami a vzduchem nikdy nekončí. Prostě se to resetuje.
