i
i
“1478-Pahor-0” — 2010/8/25 — 8:28 — page 1 — #1 i
i
i
i
i
i
List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje
ISSN 0351-6652
Letnik 29 (2001/2002)
Številka 3
Strani 175–177
Jože Pahor:
BINE IZBOLJŠUJE AVTO
Ključne besede: zanimivosti, razvedrilo, fizika, shranjevanje energije.
Elektronska verzija: http://www.presek.si/29/1478-Pahor.pdf
c© 2001 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije
c© 2010 DMFA – založništvo
Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali
posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo-
ljeno.
I Zanimivosti - Razvedrilo
BINE IZBOLJŠUJE AVTO
"Spe t rdeča , " se je jezil Bine, ko je zaustavil avto pred semaforjem .
"P rehit ro voziš," mu je očitala Ur ša . "P ri 50 km/h bi lovil zeleni val ,
t i pa divj aš kot zmeš an."
Bine je bil t rmast in je še naprej pritiskal na plin t er ust avljal pr ed
vsak im semaforjem . J ezilo pa ga je, da je ob vsakokratnem zaviranju
zavrge l nekaj ene rgije , ki segreva zavore. Zvečer mu izumite ljs ka žilica
ni dala miru. Bi lahko zavrl in hk rati shranil energ ijo, namest o da jo je
zavrge l?
Pri krogli , ki pad a na tla , se spreminja pot en cialna energija v ki-
netično . Pri kr ogli , ki se dvi ga, je prav obrat no; hitrost se j i zmanjš uje z
višino. Kinetična energija se spreminja v poten cialno. Da , t ole bi lahko
bil a rešit ev! Nad avtom post avimo npr. ogro dje s škr ipcem. Na vrvi visi
breme . Ko vklj učimo zavoro , se vrv navij a okoli p ogonske osi in dvi ga
br eme. Avto se ustavlja in slednj ič ust avi. Zat aknem o zavoro, da brem e
ne bi sililo navzdol in pr emikalo avta. Posvet i zelena luč. Sprost imo
zavoro, brem e se spušča in - šme nt ana reč - av to pelje nazaj. No, če
so izumili menj alnik, bo kaj p od obnega mogoče nap raviti tudi za nje govo
zavoro. Potem bi pelj al avto naprej in ene rgijo bi dobili povrnjeno. Bine
je po risal nekaj papirj ev in zadovoljen odše l spat .
"Naprej, " se je na t rkanje od zval dr. Nula na patentne m ur adu in
med vrati uzrl starega znanca Bineta . Binetov ob raz je sijal, ko je polagal
po risane papirj e na doktorjevo mizo. Dr. Nulaje pogledal Bineta in zmajal
z glavo: "Brez računov ne verjamem, da bo to le delovalo. Kj e so?" Tako
se je obi sk zaklj učil.
Bine računom ne bi bil kos, če ga ne bi pop oldne obiskal nečak Matjaž,
ki št udira fiziko. Skupaj sta se lotil a dela. "Avto z maso 1000 kg vozi s
hitrostj o 50 km/h, kar je okoli 14 mi s. Masa breme na na škripc u naj
bo 100 kg. Z energ ijo, ki jo im a avto pri t ej hitrosti , lahko dvigneš
stokilograms ko br em e skoraj 100 metrov visoko." Bine se je zamislil.
100 metrov visok stolp bi težko po st avil nad avto. Lahko bi ga sicer
znižal na 10 met rov in obesil 1 tono te žko utež. Tono, ki bi mu binglj ala
nad glavo? Ne , to ne bo šlo.
"Morda bi pom agala elekt r ika?" je ti pal razočarani Bine. "Najin
avto poganja električni generator. Kaj če bi elektriko, ki jo daje, nekam
shranila in jo po te m spet uporabila?"
"Elekt riko lahko spraviva za kr atek čas v kon denzator , za dlje časa
pa v akumula tor. Najbrž bi potreb oval a kar velik kondenzator. Kap a-
cite ta največjih je nekaj 1000 ft F. Ene rgija, ki jo želiva shranit i, je okoli
105 J . Energija konden zatorja je CU 2 /2, kjer je C kapacitet a v far adih,
Zan imivosti - Razvedrilo I
U pa nap et ost v voltih. Če nabij emo kondenzator s kapaciteto 104 f.lF na
napet ost 100 V, spravimo vanj le 50 J. To pa je desettisočkrat pr em alo .
Od tolikšne energije bi 60 vatna žarn ica svet ila le sekundo. Preost an e
nama akumulator. 12 volt ni akumula to rji, ki jih najdemo v avto mobilih ,
zmo rejo - zao kroženo - do 50 amperskih ur . Tak akumulator načelno
zago tavlja tok 50 amperov 1 ur o ali tok 10 amperov 5 ur ali to k 1 am pera
50 ur. "
"Koliko pa potrebuj eva midva , da poženeva avto do 50 km /h?"
"Vsega skupaj 105 J, oz. 105 VAs. P ri nap etosti 12 V in toku 10 A
bi to liko dela dobila iz akumulatorja v malo manj kot četrt ur e. Dosti
večjega to ka pa akumulator ne bi zmoge l. Zaloga energije je torej več kot
zadostna, le prepočasi nama doteka iz akumulatorja. S takšnim pogonom
bi avto br ezupno počasi pospeševal."
"Saj bi lahko vzporedno zvezala več akumulatorjev," je skušal poma-
ga ti Bine. "Vsak bi prisp eval 10 ali 15 amperov. Lahko bi akumulatorje
vezala zaporedno in dobila več napetosti . V slogi je moč! "
"Potem bi v avtu zmanjkalo pro st ora za teto," se je smejal Matj až.
"T voja ak umulatorska zavora bi bila večja od motorja. Če pa že naložiš
dovo lj akum ulatorjev, lahko na bencinski motor kar pozabiš. Izdaten
niz akumulatorjev zmore poganjat i primerno močan elektromotor. Take
avtomobile pa tako ali tako poskušaj o napraviti ."
"Sama elekt rika je torej od povedala . Morda bo pomagalo nekoliko
kemije? Električni tok, ki teče skozi nakisano vodo, le-to raz dvaja na kisik
in vodik. Dobljena plina bi lahko uporabili kot gorivo za motor. "
"Množ ina sproščenega vodika in kisika je sorazmerna zmnožku toka
in časa . Da do elektrolize pride, mora bit i med elekt rodama prim erna
napetost , to je volt ali dva. Vse , kar bi bilo več , bi vodo le segrevalo. P a
vzemiva , da zavirava 5 sekund. Mim ogrede, tako bi ust avila po pri bližno
35 metrih. V petih sekundah morava to rej pospraviti 105 J oz. vatnih
sekund . Pri napetosti 2 V pomeni to t ok 10000 A."
"To pa je pr ecejšen tok," je rekel Bine, ki je pr ed tednom pr ežgal
35 ampe rsko varovalko v zaplombiranem hišnem priključku in je moral
poklicati na pomoč servisno službo.
"Drži. Bakrena žica zdrži do 4 A na vsak kvadratni milimeter preseka ,
ne da bi se pri te m preveč segrevala in tako po nepotrebnem goltala
energijo." Matj až je spet pr iti skal na gumbe kalkulatorj a , "P rimerna žica
za tok 10000 A bi moral a imeti pr emer okoli 56 mm . To pa je debela palica
in ne več žica . Težave bi bile t udi pri celici za elekt ro lizo. Tam bi najbrž
sprav ili po 1 A na vsak kvad ratni decimeter elektrode . Celot na povr šina
elekt rod bi morala biti okoli 100 m2 . Kar pozabiva na tak pogon! "