ORLOV JOGOS

Blog · Pink Slip Kings ·

Relação peso-potência: por que um carro mais leve é mais rápido

Peso e potência se opõem, mas não um a um. Uma regra prática para o quarto de milha mostra quanto um carro mais leve realmente ganha, e por que o ganho é menor que o percentual retirado.

A segunda lei de Newton é F = ma, então a aceleração é a força dividida pela massa. Um carro que faz o mesmo empuxo com menos massa acelera mais, e um carro com mais potência pode empurrar mais em alta velocidade. A relação peso-potência reúne os dois em um número. Este post a usa para estimar tempos de quarto de milha com duas regras práticas conhecidas e depois mostra por que tirar peso rende menos do que o percentual sugere. Todos os carros abaixo são exemplos inventados, não dados sobre algum carro de um jogo.

Duas maneiras de escrever a relação

A relação peso-potência pode ser citada nos dois sentidos:

As duas formas trazem a mesma informação. Ambas usam o cavalo-vapor mecânico aqui, a unidade da regra 5,252 de a publicação sobre o gráfico do dinamômetro, e o peso deve incluir o piloto e o combustível.

As aproximações do quarto de milha

Duas fórmulas, normalmente atribuídas a Hale e Fox, transformam a relação em uma estimativa de quarto de milha. Com peso em libras e potência em cavalos-vapor:

São aproximações ajustadas a carros reais, não leis. Supõem um carro bem largado, com aderência suficiente e relações de marcha sensatas, e o resultado depende de você usar a potência do volante ou a potência na roda, então informe qual usou. Servem para comparar duas configurações e são menos úteis para prever o escorregamento exato de um carro.

A raiz cúbica aparece porque a potência, e não a força, é a grandeza fixa. Um carro com potência constante percorre distâncias proporcionais ao tempo elevado a 1.5, o que deixa o tempo dependendo da raiz cúbica de peso ÷ potência. As constantes vêm então do ajuste a resultados reais.

Exemplos resolvidos

Tome um carro de 3,000 lb com 300 hp como base. Seu peso ÷ potência é 10.0 lb por hp, então ET ≈ 5.825 × 101/3 = 5.825 × 2.154 = 12.55 s, e velocidade final ≈ 234 × 0.11/3 = 234 × 0.464 = 108.6 mph. Agora mude uma coisa por vez:

Estimativas das duas aproximações. Carros e números são inventados.
PesoPotêncialb por hphp por toneladaETVelocidade no trap
3,000 lb300 hp10.00220.512.55 s108.6 mph
2,700 lb300 hp9.00245.012.12 s112.5 mph
3,000 lb330 hp9.09242.512.16 s112.1 mph
3,000 lb400 hp7.50293.911.40 s119.5 mph
2,500 lb400 hp6.25352.710.73 s127.0 mph
ET estimado de quarto de milha pela aproximação 5.825 × (lb por hp)1/3 aproximação. A linha destacada é o carro base com 10% do peso retirado: 12.55 s passa a 12.12 s.

Dez por cento não são dez por cento

Veja a segunda linha. Retirar 10% do peso (3,000 lb para 2,700 lb) dá 9.00 lb por hp em vez de 10.00. O ET cai de 12.55 s para 12.12 s, um ganho de 0.43 s, ou 3.45%. A raiz cúbica explica: 0.91/3 = 0.9655, então o tempo é multiplicado por 0.9655, não por 0.9.

Acrescentar 10% de potência (300 hp para 330 hp) é um pouco menos eficaz e dá 12.16 s, 3.13% mais rápido. Isso acontece porque 1.1-1/3 = 0.9687. As duas não são iguais porque retirar 10% do peso aumenta a relação em 1 ÷ 0.9 = 11.1%, enquanto acrescentar 10% de potência a aumenta em exatamente 10%.

A velocidade final segue a mesma raiz cúbica, no sentido oposto: o carro mais leve cruza a linha a 112.5 mph contra 108.6 mph, 3.6% mais rápido.

O tempo depende da raiz cúbica de peso ÷ potência. Para cortar o ET em 10%, você precisa que peso ÷ potência caia para 0.93 = 0.729 do valor atual, o que equivale a 27.1% a menos de peso ou 37.2% a mais de potência (1 ÷ 0.729 = 1.372).

O que as fórmulas deixam de fora

Use a relação para ordenar configurações e ver qual mudança vale a pena perseguir. Teste a resposta contra o cronômetro: o post sobre o registro de tempo explica as linhas a comparar.

No jogo

Pink Slip Kings permite melhorar motor, transmissão, pneus e suspensão, comparar cavalos-vapor e torque no dinamômetro, e levar uma configuração para o Test & Tune, onde os tempos de corrida mostram o resultado. O jogo está em testes fechados, e como ele modela peso e potência está fora deste post, então trate os números acima como aritmética do mundo real, não como uma previsão de tempos no jogo.

Pink Slip Kings: Arrancada é um jogo de arrancada 3D com controles manuais de largada e troca de marchas, ajustes detalhados, dinamômetro, telemetria e folhas de tempo de corrida, além dos modos Test & Tune e sandbox de ajuste. Funciona offline, não tem anúncios nem compras no aplicativo, e suas fichas e carros do jogo não podem ser comprados nem trocados por dinheiro real. O jogo está atualmente em teste fechado.