Pentru a putea publica, trebuie să vă înregistraţi.
Vf. folderul Spam după înregistrare.
Pune o întrebare

Newsletter


3.6k intrebari

6.8k raspunsuri

15.4k comentarii

2.5k utilizatori

0 plusuri 0 minusuri
514 vizualizari
Semafoarele cu buton au desigur rostul de a face economie de energie (și de timp, și de uzură, dar nu ne interesează aici) pentru șoferi în zonele unde sînt puțini pietoni care vor să treacă strada. În marea majoritate a timpului semaforul e verde pentru mașini și roșu pentru pietoni, deci mașinile trec nestingherite. Cînd vrea cineva să traverseze, apasă pe buton, semaforul comută în starea opusă și după un timp revine la starea implicită.

Prin existența butonului pietonul are puterea de a influența consumul de energie al mașinilor. Pe de o parte, el poate alege să apese pe buton în clipa cînd are nevoie să traverseze și deci prin asta să producă o pierdere de energie la mașinile care sînt nevoite să frîneze și apoi să accelereze din nou. Pe de altă parte, pietonul poate să aștepte pînă nu mai e nici o mașină în zonă și deci să traverseze (nu neapărat pe la semafor) fără a produce o pierdere de energie.

Problema e următoarea. Dacă totuși pietonul decide să apese pe buton, în ce fel diferă pierderea de energie a mașinilor în aceste două situații: (a) drumul este orizontal, (b) drumul are o pantă semnificativă.

Presupunem că în ambele situații drumul e suficient de lung pentru ca șoferii să vadă de la distanță culoarea semaforului și că semaforul nu devine imediat roșu pentru mașini, ci după o perioadă mai lungă de timp (în care e galben; unele semafoare cu buton inițial rămîn pe verde cîteva secunde sau mai mult, în funcție și de cît timp a trecut de la ultima comutare).
Expert (12.9k puncte) in categoria Fizica

2 Raspunsuri

0 plusuri 0 minusuri
Depinde de definitia pantei luata in calcul si a felului energiei pierdute.

Daca ne referim la cazul pantei definita in legislatia rutiera drept coborare, la o viteza egala la care incepe franarea, energia cinetica insumata cu cea potentiala fiind mai mari, masina va pierde mai multa energie, (insa cu un consum mai mic de energie din rezervor deoarece in vitutea energiei potentiale mai mari pot rula mai mult in frana de motor sau calcand ambreiajul, cazuri in care consumul se reduce. Consumul va fi mai redus si la demarare daca panta se mentine in continuare), decat in cazul drumului orizontal. Situatia se inverseaza daca panta se considera ca in matematica sau aviatie, unde poate fi si "urcatoare"=rampa in legislatia rutiera.
Junior (743 puncte)
0 0
Mă refer atît la mașinile care coboară cît și la cele care urcă.

Pierdere de energie o consider pe aceea care duce la un consum crescut de benzină, motorină, hidrogen, electricitate etc. Ca reper de consum iau cazul în care mașina nu oprește la semafor, ci își continuă drumul cu viteză constantă. De exemplu, în situația (a) în care drumul e orizontal, oprirea mașinii presupune transformarea energiei cinetice în căldură la frîne (sau regenerarea de energie electrică la unele frîne, dar cu randament sub 100%). Pentru ca mașina să se reîntoarcă la viteza pe care o avea înainte de frînare e nevoie de consum suplimentar de combustibil etc. Se poate calcula cîtă energie a fost pierdută din cauza semaforului.

N-am înțeles de ce adunați energia potențială cu cea cinetică și spuneți că mașina pierde mai multă energie în cazul coborîrii pe pantă.

Apoi spuneți că la urcare situația se inversează. Să înțeleg că în acest caz consumul de energie crește?
1 0
Nu am vrut sa ma extind prea mult cu raspunsul sau sa deviez prea mult de la subiect. "Diavolul se ascunde in amanunte". Am sa incerc si acum sa ma mentin pe aceeasi linie. Intrebarea, [nu este o problema si nu se poate calcula, (asa cum gresit afirmi), numic fara a se da suficiente date], se refera la felul in care difera pierderea de energie a masinii in doua cazuri, fara a se da amanunte importante necesare unui raspuns mai precis, (in special cu privire la tipul propulsiei/franarii, semnul pantei, felul de energie la care ne referim), insa se face o risipa inutila de cuvinte/amanunte nesemnificative in legatura cu semaforul cu buton, desi situatia este similara si la cel fara, si la semnul STOP sau trecerea de cale ferata cu bariera, crucea Sf, Andrei, etc..., unde oprirea este obligatorie, si la toate tipurile de vehicule, inclusiv trase sau impinse cu mana. Deosebirea intr ele, in privinta consumului din rezervor/acumularor, apare doar prin faptul ca unele sunt permanente si iti permit mai din timp sa adopti o solutie de economisire/recuperare a combustibilului/energiei, iar cealalta mai putin. Cantitatea depinde si de stilul de conducere, tipul de franare, (recuperativa sau disipativa), si eficienta/randamentul acesteia, de distanta pana la semafor si de lungimea coloanei aflate in fata masinii in cauza, panta /inclinarea/semnul pantei, etc...(viteza si alura curbei de consum in diverse regimuri de functionare a tractiunii, distantele intre punctele luate in considerare, ...), dar in principiu felul in care difera pierderea de energie totala a masinii, (nu consumul), este acelasi, descris ca in primul raspuns. Energia totala a masinii in momentul inceperii franarii, indiferent cum a ajuns ea acolo), contine atat energia cinetica si cea "potentiala" a sursei de energie e propulsorului, cat si cea potentiala fizic, datorata gravitatiei, din care o parte s-ar putea regasi in "rezervor" la capatul opus al portiunii luate in discutie.

Daca luam in calcul numai masinile cu franare recuperativa, doar spatiul dintre punctul in care incepe franarea respectiv punctul unde ajung la viteza de dinaintea inceperii franarii, si cantitatile de energie din rezervor/acumulator in aceste doua puncte, masina care ruleaza orizontal cu viteza constanta, pentru a-si mentine viteza consuma/pierde din rezervor/acumulator o mica cantitate de energie. Cea care franeaza, pierde mai mult si din cauza randamenteror celor doua transformari/conversii de la franare si accelerare. Cea care coboara, daca panta e semnificativa, ca in enunt, si ar permite macar rularea librara, (cu viteza constanta, fara tractiune sau franare), in functie de cele doua randamente de conversie am putea avea o pierdere cu valoarea intre cele doua situatii de rulare orizontala, sau chiar un castig, functie de marimea unghiului pantei, daca tendinta e de accelerare fara tractiunea propulsorului.

Evident, la urcare, i-i marim vrand-nevrand enegia potentiala in care se transfera o parte din energia cinetica in timpul fanarii, (exista si posibilitatea ca rampa sa fie atat de abrupta incat din momentul in care ai vazut semaforul sa fii nevoit sa mai lasi tractiunea sa mai actioneze ca sa poti ajunge la el, consumand din ce in ce mai putin, fara sa ai ce recupera, iar ca sa ajungi apoi la viteza initiala, va trebui ca pe langa energia cinetica pierduta, sa consumi si o cantitate corespunzatoare diferentei de energii potentiale intre semafor si locul unde vei ajunge iar la viteza initiala. Evident consumul va fi mult mai mare desi energia totala va fi aproximativ cat cea de la inceput (-) pierderile datorate randamentelor.

In fond toate procesele au un anumit randament dat de produsul randamentelor fazelor acelor procese si cel mai slab influenteaza cel mai puternic rezultatul final.
1 0
Problema (sau întrebarea, e totuna aici) se referă la orice tip de vehicul pentru că răspunsul e de fapt același, inclusiv la cele cu frînare regenerativă. Dar m-aș concentra pe cele cu frînare disipativă, pentru că deocamdată sînt de departe cele mai numeroase (peste 95% unde sînt eu). După cum ați observat, problema nu cere un răspuns cantitativ, ci calitativ. Nu cer calcule, ci gîndire.

M-am limitat la semaforul cu buton ca să putem vorbi de ceva concret și pentru că este o situație în care pietonul poate influența mersul mașinii. Eu de fapt am gîndit problema din perspectiva pietonului, care astfel devine responsabil pentru pierderile de energie ale mașinii și poate alege o soluție în care să minimizeze acele pierderi. Ce mi s-a părut interesant este că același pieton, raționînd la fel, va acționa diferit pe un drum orizontal față de unul în pantă. De ce diferit, asta urmează să aflăm din răspunsuri.

V-ați pierdut în detalii despre randamente și ați uitat ce am spus, că pierderea de energie o judecăm în raport cu cazul în care mașina are semaforul verde și deci nu-și schimbă viteza. (Pietonul nu e responsabil pentru pierderile de energie la rulare cu viteză constantă, nici pentru alte decizii ale șoferului, ci doar pentru consecințele comutării semaforului pe roșu.)

Dacă presupunem o frînare disipativă, se poate calcula pierderea de energie, cel puțin aproximativ, în fiecare caz: și la drum orizontal, și la pantă urcătoare și la pantă coborîtoare. Rezultatele depind într-adevăr de niște parametri care țin de drum, de mașină și de ce face șoferul. La frînarea regenerativă pierderile sînt mai mici cu un anumit factor care ține de randamentul conversiilor, dar într-o analiză calitativă nu mă interesează mărimea absolută, ci comparațiile.
1 0
Primul raspuns incepea cu "Depinde de...", unde mai puteau exista o gramada de alte amanunte de luat in calcul, care complica enorm. Am luat cazul ambelor inclinari ale drumului si situatia momentului in care soferii prevazand ca nu vor prinde verde, decid si incep sa reduca tractiunea. Cum nu au posibilitatea sa stie exact timingul semaforului daca nu trec des pe acolo, unii ar putea accelera ca apoi sa fie fortati sa franeze. Altii ar putea avea noroc sa treaca fara sa modifice viteza, etc...Tot acolo am luat doar cazul franarii disipative si nu se punea inca problema comparatiei si cu rularea cu viteza constanta/pe unda verde nici pe orizontala, nici pe pante, aparuta abia in comentariul precedent. Pierderea in detalii s-a produs din cauza intrebarii ambigue, la care am incercat sa dau un raspuns si posibilelor "capcane". Acum mai apare si rationamentul pietonului, cu n posibilitati: vreau doar sa traversez, nu ma intereseaza nimic; vine de sus si operste greu, lasa-l sa treca; urca greu, sa nu-l mai opresc si eu; urca, deci opreste usor, acum e momentul, etc..... Pietonul deobicei traverseaza drumul aproape orizontal, indiferent de inclinarea si sensul inclinarii drumului. Felul cum gandeste si actioneaza in fiecare caz,depinde si de cele de mai sus, aplicate la partea drumului pe care se afla, si la sensul din care vin masinile pe care le ia in calcul.

In/din privinta pietonului, desi e ilegal, si eu aleg uneori cand e posibil, sa traversez prin locuri nepermise sau pe rosu daca nu incomodez absolut de loc circulatia si nu ma pun in pericol. Desi nu pot fi raspunzator pentru consecintele apasarii butonului, pe care nu am cum sa le prevad exact nestiind in cat timp se vor prodice, prefer sa trec pe rosu cand vad ca o masina sau o coloana se apropie, decat sa risc, pasand butonul, sa le fortez sa opreasca pentru mine. Altfel se intampla cand circulatia e prea intensa iar la semafor stau deja mai multe persoane dintre care cineva probabil a apasat deja butonul si chiar si o noua apasare nu va schimba situatia. Ar fi mult mai eficient un sistem de unda verde care sa afiseze pe parcurs pentru soferi, viteza cu care sa se deplaseze ca sa prinda verde, functie si de timingul/delayul modificat prin actiunea pietonilor, iar acestora sa li se afiseze mai vizibil daca butonul a fost actionat, si timpul ramas pana la schimbarea culorii.
0 0
Răspunsul meu calitativ e mult mai simplu. Mai așteptăm.
0 0
Imi vine greu sa cred ca acel raspuns nu s-ar putea sintetiza, (daca s-ar sti la care din aspectele expuse de mine si inca neexpuse de tine, te referi), din raspunsurile mele. Asteptam.
0 0
"Nu, eu de fapt nici acum nu înțeleg întrebarea, în sensul că dacă mi se pune din nou în alt context tot nu știu ce vrea de la mine.

Dar hai să zicem că sînt eu mai prost și pricep greu. E sugestiv totuși că nimeni altcineva nu a venit aici să răspundă sau să comenteze. Ar trebui să vă dea de gîndit."
0 0
Eu macar m-am straduit sa inteleg ce urmaresti si am dat mai multe raspunsuri.
0 0
Ați avut greutăți în a înțelege întrebarea? Dacă da, îmi cer scuze și vă rog să-mi spuneți unde, ca să îndrept.
0 0
Daca am fi putut s-o intelegem, am fi stiut sa-ti raspundem. Cum poti sa stii unde ai avut greutati in intelegerea intrebarii daca nu stii/intelegi care e intrebarea, sau inainte de a sti raspunsul, pe care toti, cred, (inclusiv/mai ales eu, care nu sunt de principiul "nu mai vreau nimic; daca nu formulezi intrebarea cum vreau eu, continand si raspunsul, nici nu incerc sa raspund!"), il asteptam de peste 2 saptamani?.
0 0
Am recitit întrebarea. Dacă e să depistez un loc unde nu se înțelege bine ce cer ar fi acesta: „în ce fel diferă pierderea de energie a mașinilor [în situațiile a și b]?” Prin asta vreau să întreb dacă în vreuna din situațiile a și b pierderea de energie e mai mare decît în cealaltă. M-aș bucura și mai mult dacă în răspuns s-ar evalua (estimativ) cît e perderea de energie în fiecare caz.
0 0
Ambele situatii, care sunt trei, (rampa, orizontal, panta), au mai/prea multe subsituatii, dintre care unele, cred ca majoritatea, daca nu toate), le-am discutat/evocat. N-am inteles rolul pietonului in toata poveste anterioara, iar acum nu zici nimic de el. Deciziile lui multiple nu pot fi anticipate. Oprirea e oprire cu si fara pieton, buton sau semafor. Timingul semaforului nu se poate anticipa. Pierderea de energie poate fi din 3 locuri: energie cinetica, potentiala si rezervor/acumulator, si unele se pot transforna in altele cu diferite randamente. Stilul de conducere si deciziile soferului nu pot fi anticipate. Nu se mai cere sa comparam totul cu situatia in care isi continua drumul fara sa opreasca?. Si asta are pentru fiecare din cele 3xn situatii, mai multe posibilitati. Pierderea de energie se refera doar la cea pierduta pana in momentul opririi sau pana ajunge din nou la aceeasi viteza?. Drumul isi mentine inclinarea si dupa semafor?. etc...
0 0
Din ce spuneți îmi dau seama că ați înțeles întrebarea, dar vă e greu să dați un răspuns.
0 0
Am dat deja raspunsurile la ceea ce am inteles. Vad ca tu stii ce nu am inteles dar imi ceri mie sa-ti spun ceea ce nu stiu, nu am de unde, nu am cum sa stiu.

Cum am mai spus/scris, nu cred ca raspunsul pe care il doresti nu poate fi sintetizat din raspunsurile mele, daca stii intrebarea sintetizata clar.
3 plusuri 0 minusuri

Iată cum văd eu lucrurile.

Așadar trebuie aflat cîtă pierdere de energie se produce în procesul de oprire a mașinii și apoi de reluare a mișcării, în funcție de înclinarea drumului. Apoi putem compara cele două (sau trei) cazuri: drum orizontal și drum în pantă (coborîtoare și urcătoare).

Pentru simplitate o să iau doar cazul frînării total disipative, adică al frînelor obișnuite la care energia cinetică a mașinii se transformă integral în căldură la frîne. Cazul frînării regenerative nu va schimba rezultatul decît cantitativ.

1. Drum orizontal. O mașină care merge cu viteza v și are masa m are nergia cinetică m*v^2/2. Dacă semaforul e roșu, șoferul trebuie să oprească. Energia cinetică pe care o avea mașina se transformă în căldură, deci se pierde. Cînd semaforul e din nou verde mașina accelerează pînă ajunge din nou la viteza pe care o avea, v. Astfel, energia care a fost aruncată la coș prin frînare trebuie scoasă din nou din rezervorul de energie al mașinii (benzină etc.). Deci, luînd ca reper cazul în care semaforul ar fi fost tot timpul verde, energia pierdută din cauza semaforului roșu este m*v^2/2.

2a. Pantă coborîtoare. Șoferul oprește la semaforul roșu și astfel mașina rămîne fără energia cinetică pe care o avea. Dar, cînd semaforul devine verde, pentru a readuce mașina la viteza v, șoferul poate decide să nu apese pe accelerație, deci să nu consume din nou energie, ci să lase gravitația să facă treaba asta. Problema spune că înclinarea e semnificativă, deci după un timp rezonabil mașina va ajunge din nou la viteza inițială v. Sigur, dacă șoferul e grăbit atunci nu va avea răbdare și va consuma energie nouă. Dar cel puțin are posibilitatea de a nu consuma nimic în plus. În acest caz pierderea de energie cauzată de semaforul roșu e 0.

2b. Pantă urcătoare. Problema spune că șoferul vede din timp că semaforul e pe punctul de a fi roșu. Ca urmare, cum panta e semnificativă, șoferul nu are nevoie să frîneze, ci poate controla viteza din pedala de accelerație pînă la oprire. Energia cinetică pe care o avea mașina nu se pierde, ci se transformă în energie potențială la urcarea pe pantă din inerție. Un șofer iscusit se descurcă să facă operația asta fără să apese deloc pe frînă. Cînd semaforul devine verde, șoferul trebuie să accelereze pentru a reajunge la viteza v, dar prin asta nu consumă nimic în plus față de cazul în care semaforul ar fi fost verde tot timpul (nu există nici o căldură produsă undeva care să reprezinte pierderea de energie). Astfel și în acest caz pierderea de energie e tot 0.

În concluzie, la drum orizontal pietonul care apasă pe butonul semaforului produce pierdere egală cu energia cinetică a mașinilor pe care le-a oprit, iar la un drum cu o pantă semnificativă pierderea e nulă, cu observația că șoferii trebuie să vrea și ei ca pierderea să fie nulă (nu e vina pietonului dacă pierderea nu e nulă).

La pantele mici pierderea e intermediară, undeva între 0 și m*v^2/2. La coborîre ar dura prea mult pînă cînd ia mașina destulă viteză, încît consumăm ceva energie apăsînd pe accelerație (dar nu așa multă ca la drum orizontal). La urcare nu putem opri mașina fără a apăsa pe frînă (dar o parte din energia cinetică devine totuși potențială, deci n-o aruncăm pe toată).

Se vede acum de ce am grupat urcarea și coborîrea la drumul în pantă: atît pentru că pietonul nu poate impune mașinilor să meargă numai în sensul urcător sau în cel coborîtor, dar și pentru că în ambele sensuri pierderea de energie poate fi zero, în funcție de dorința și priceperea șoferilor.

(Vorbesc din experiență, atît ca pieton care comută semaforul, cît și ca șofer care oprește la semafor pe drumuri cu diverse pante.)

Expert (12.9k puncte)
1 0
Foarte frumos şi interesant auto-răspunsul. Din  propria mea experienţă de fostă şoferiţă ( cică am interdicţie acum ) la urcare (+ semafoare)  energia pierdută este categoric > 0, oricît de iscusit este şoferul.
0 0

Puserati  problema foarte clar. Dar, daca semaforul e chiar la "baza" pantei/rampei? Nu ar fi normal sa pui intersectie la un metru de o panta. Dar daca ...?

La coborare e la fel cum ati spus dar daca ai intersectie semaforizata cand vii de pe loc plan(orizontala perfectalaugh) si trebuie sa urci?Vii intr-a 4-a ca sa urci panta "mai lejer" si , brusc, se face "rosu", pietonul a apasat pe buton, soferul franeaza se opreste la un metru in fata "rampei" si pleaca cu prima treapta de viteza sau a doua (de nervi).Energia cinetica s-a dus, nu?E o situatie limita, recunosc, s-ar putea sa si gresesc(Erare humanum est, perseverare diabolicum).Daca gresesc va rog sa-mi aratati greseala.

@Gheorghiţa Daca nu e confidential, de ce ai interdictie?Felicitari ca ai reusit sa-ti iei permis auto, dupa 6(sase) ore de scoala de soferi eu am renuntat.Sper ca nu ai luat permisul la scolile din Argeslaugh.

0 0
Dacă panta drumului diferă de o parte sau de alta a semaforului se raționează la fel: se face totalul energiei consumate din cauza opririi față de cazul vitezei constante.

De exemplu, cînd mașina vine de pe o porțiune orizontală, la oprire transformă energia în căldură, deci pierderea de energie este m*v^2/2. Nu contează dacă în continuare drumul urcă sau coboară sau rămîne orizontal. Pierderea e garantată, căldura nu mai devine energie cinetică.
0 0

valangjed: permisul meu auto nu este de România. M-am exprimat greşit, nu am interdicţie oficială, doar o promisiune făcută părinţilor pentru că în traficul din oraş am ezitări, în afara oraşelor m-am descurcat bine.

0 0

AdiJapan. "Să vă critic enunțul raspunsul? Să nu vi-l critic? Deja mi-e teamă".

Pui o intrebare care lasa loc la foarte multe interpretari, apoi iei din ea doar ce vrei tu si te limitezi la cazul cel mai simplu si favorabil. Realitatea ar cere ca sa iei in calcul mai ales cazul cel mai defavorabil, lucru pe care nu l-am facut nici eu din pacate.

In comentariile mele, chiar daca nu am scris concret asta, am considerat distanta de la locul de oprire pana la cel in care se ajunge iar la viteza initiala, egala cu distanta pe care isi reduc viteza de la cea initiala pana la zero. In realitate, comparatiile ar trebui facute de fapt intre cele trei situatii in care masinile opresc la semafor, si alte trei situatii in care isi continua drumul fara oprire, in conditia in care toate sase, care cu viteze identice au ajuns in acelasi moment la linia unde unele au inceput incetinirea, tot toate sase s-au realiniat pe traseu/au parcurs aceeasi distanta in acelasi interval de timp.

0 0

Nu-mi dau seama care sînt acele foarte multe interpretări posibile. V-am întrebat ce anume e neclar în întrebare și nu mi-ați spus.

Din întrebare n-am luat doar ce am vrut eu. Dimpotrivă, răspunsul rămîne valabil pentru o serie mai largă de situații, dincolo de semaforul cu buton, și anume orice oprire care poate fi prevăzută măcar puțin: un semafor obișnuit, un obstacol, o mașină aflată în față care frînează etc. Enunțul se limitează la semaforul cu buton ca să simplificăm discuția (și pentru încă un motiv), dar răspunsul e mai general decît cere enunțul.

Răspunsul e în mod necesar simplificat, pentru că un răspuns complet e imposibil. L-am simplificat prea mult? Spuneți-mi unde.

Distanța de accelerare nu are nevoie să fie egală cu distanța de frînare. Facem bilanțul energiilor.

Da, referința în toate cele trei cazuri este situația în care mașina își continuă drumul cu viteză constantă. Am precizat asta în întrebare și exact asta am făcut și în răspuns.

Dar cele 6 situații nu trebuie constrînse să ducă la același timp. Cînd semaforul se face roșu, în mod evident se produce și o pierdere de timp (pentru ocupanții mașinii, dar un cîștig pentru pietoni). De altfel am precizat din capul locului că problema se reduce la a compara energii, nu timpi sau altceva.

Îmi pare bine că mă criticați ca să învăț și eu ceva din propria mea întrebare, dar vă rog să mă criticați după ce citiți întrebarea.

...