La gravité est une force ennuyeuse à moins que vous n’y réfléchissiez. Je descends la voiture. à chaque fois. Le sol repousse avec la même force. Les pneus adhèrent fermement à la chaussée. La voiture reste là. Toujours.
Puis appuyez sur le gaz.
Les choses changent instantanément. Les roues arrière appuient contre le sol. Force horizontale. Une vraie force. La voiture accélère. À basse vitesse, presque toute la puissance du moteur est convertie en masse mobile. La deuxième loi de Newton est votre amie. La force est égale à la masse multipliée par l’accélération. Simple.
Mais la voiture a résisté. L’inertie est une salope. Il contre-attaque avec une force proportionnelle à son poids. Plus vous poussez vite, plus il repousse fort.
L’air gêne
La vitesse tue l’accélération. Non pas parce que le moteur meurt, mais parce que l’air meurt.
À mesure que la voiture bouge, la pression de l’air augmente. La résistance de l’air augmente. Ce n’est pas linéaire. C’est exponentiel. Doubler votre vitesse ? Quadruplez la traînée. L’air applique une force à l’avant de la voiture. Il agit dans le sens opposé à la force propulsive du pneu.
Vous soustrayez donc la traînée de votre force motrice.
$$ F_{Net} = F_{Drive} – F_{Drag} $$
Au départ, $F_{drive}$ gagne. Un grand moment. Vous pouvez même le sentir depuis votre siège. La force disponible pour l’accélération est élevée. Cependant, à mesure que la vitesse augmente, $F_{drag}$ augmente également. Cela consomme le surplus de force.
Frapper le mur
Finalement, une limite apparaît. Vitesse maximale.
Ce n’est pas un problème. C’est de la physique. À cette vitesse particulière, la force motrice est exactement égale à la résistance de l’air.
$$ F_{drive} = F_{glisser} $$
La force nette est nulle. L’accélération s’arrête. La voiture ne peut pas aller plus vite. Le moteur peut toujours avoir de la puissance, mais la force de l’air poussant vers l’arrière est supérieure à la force des pneus poussant vers l’avant.
Pourquoi est-ce important ? Parce que la plupart des gens pensent que la vitesse de pointe est liée à la puissance. Ce n’est pas le cas. Il s’agit du coefficient de traînée et de la zone frontale. Les voitures moins aérodynamiques et à vitesse plus lente heurteront ce mur plus tôt. Une voiture rapide aux lignes épurées le retarde.
L’air s’en fiche de 0 à 60 fois. Cela repousse simplement. Et quand il repousse aussi fort que vous avancez, vous avez terminé.
Ou l’êtes-vous ? Si vous laissez tomber le capot. Ou changer les pneus. Ou attendez simplement la prochaine vitesse. La bataille entre les pneus et l’air ne s’arrête jamais. Il se réinitialise simplement.
