Λύσεις — Ενότητα 01: Ιστορική Αναδρομή – Εισαγωγή (σελ. 17) – ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Ενότητα 01: Ιστορική Αναδρομή - Εισαγωγή

Λύσεις στις 11 ερωτήσεις του Κεφ.1: ιστορική εξέλιξη ατμοκίνητων και βενζινοκίνητων αυτοκινήτων (Cugnot, Lenoir, Otto, Benz, Ford), εκκίνηση των πρώτων Μ.Ε.Κ. με χειροστρόφαλο και η μίζα του Kettering, και βασικές έννοιες Φυσικής στο αυτοκίνητο: ροπή, αδράνεια-επιτάχυνση-επιβράδυνση, φυγόκεντρη δύναμη σε στροφή, πρόσφυση, σπινάρισμα και ο ρόλος του πλάτους των ελαστικών.

Γιατί δεν καθιερώθηκαν τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα

Ερώτηση: Γιατί τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα δεν κατόρθωσαν να καθιερωθούν;

Απάντηση:

• Γιατί τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα δεν κατόρθωσαν να καθιερωθούν;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα δεν κατόρθωσαν να καθιερωθούν κυρίως εξαιτίας δύο προβλημάτων. Πρώτον, ήταν ογκώδη, δύσχρηστα και βραδυκίνητα: το πρώτο όχημα που κινήθηκε με δική του ισχύ, το ατμοκίνητο όχημα του Γάλλου αξιωματικού Νικολά Κινιό (1769), ήταν τρίκυκλο με τεράστιο καζάνι εμπρός από τον εμπρόσθιο τροχό, με αποτέλεσμα η οδήγηση να είναι πολύ δύσκολη λόγω του βάρους, ενώ η ταχύτητά του έφθανε μόλις τα 3 χλμ/ώρα. Δεύτερον, ακόμη και στις πιο εξελιγμένες μορφές τους, χρειαζόταν πολύς χρόνος ώσπου να θερμανθεί και να βράσει το νερό, για να μπορέσει να κινηθεί το όχημα — μια αργή διεργασία, αφού επί ενάμιση αιώνα ο ατμός παραγόταν έξω από το σύστημα στο οποίο έδινε κίνηση. Συνέπεια αυτών ήταν να μην υπάρξει καμία ουσιαστική τεχνολογική εξέλιξη στο είδος αυτό των οχημάτων, σε αντίθεση με τις μηχανές εσωτερικής καύσης που ακολούθησαν, όπου το καύσιμο μείγμα καίγεται και εκρήγνυται απευθείας μέσα στον κύλινδρο, κινώντας το έμβολο πολύ πιο γρήγορα και αποδοτικά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Βάρος + αργή θέρμανση/βρασμός νερού → πολύ χαμηλή ταχύτητα (3 χλμ/ώρα) και καμία ουσιαστική εξέλιξη

Παραδείγματα εφαρμογής της ροπής στην καθημερινή ζωή

Ερώτηση: Να αναφέρετε παραδείγματα εφαρμογής της ροπής στην καθημερινή ζωή.

Απάντηση:

• Να αναφέρετε παραδείγματα εφαρμογής της ροπής στην καθημερινή ζωή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ροπή είναι το αποτέλεσμα μιας δύναμης που προκαλεί περιστροφή γύρω από έναν άξονα, και συναντάται σε πολύ περισσότερες καθημερινές δραστηριότητες από όσο φαίνεται εκ πρώτης όψεως. Το ίδιο το βιβλίο δίνει ως χαρακτηριστικό παράδειγμα το ποδήλατο: όταν πιέζουμε με τα πόδια τα πετάλια, ασκείται μια δύναμη που δημιουργεί ροπή, η οποία περιστρέφει τον οδοντωτό τροχό και, μέσω της αλυσίδας, μεταδίδεται στον οπίσθιο κινητήριο τροχό — όσο πιο δυνατά πιέζουμε τα πετάλια, τόσο μεγαλύτερη ροπή ασκείται και τόσο μεγαλύτερο φορτίο (π.χ. ανηφόρα ή βάρος) μπορεί να μετακινηθεί. Στο ίδιο πλαίσιο, η κίνηση ενός αυτοκινήτου είναι κι αυτή εφαρμογή ροπής: η χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται σε δύναμη που μετατοπίζει τα έμβολα, ο στροφαλοφόρος άξονας μετατρέπει αυτή τη δύναμη σε ροπή που περιστρέφει τον άξονα, και η περιστροφή μεταδίδεται στους τροχούς που κινούν το όχημα — ιδιαίτερα εμφανές όταν χρειάζεται μεγάλη ροπή για ανηφορική κίνηση ή μεταφορά μεγάλου φορτίου. Ανάλογες καθημερινές εφαρμογές της ροπής είναι το άνοιγμα μιας βρύσης ή ενός καπακιού γυρίζοντάς το, το σφίξιμο ενός μπουλονιού με κλειδί ή κατσαβίδι, και γενικά κάθε φορά που ασκούμε δύναμη σε απόσταση από έναν άξονα περιστροφής για να προκαλέσουμε ή να αντισταθούμε σε μια περιστροφική κίνηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ποδήλατο (πετάλια → οδοντωτός τροχός → αλυσίδα), κινητήρας αυτοκινήτου (στροφαλοφόρος άξονας), σφίξιμο μπουλονιού/γύρισμα καπακιού

Γιατί ονομάσθηκαν «μηχανές εσωτερικής καύσης»

Ερώτηση: Γιατί οι μηχανές που διαδέχθηκαν τις ατμομηχανές ονομάσθηκαν μηχανές εσωτερικής καύσης;

Απάντηση:

• Γιατί οι μηχανές που διαδέχθηκαν τις ατμομηχανές ονομάσθηκαν μηχανές εσωτερικής καύσης;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι μηχανές που διαδέχθηκαν τις ατμομηχανές ονομάσθηκαν μηχανές εσωτερικής καύσης επειδή σε αυτές το καύσιμο μείγμα (εύφλεκτων ατμών και αέρα) καίγεται και εκρήγνυται απευθείας μέσα στον ίδιο τον κύλινδρο, σε αντίθεση με την ατμομηχανή, στην οποία η καύση (π.χ. του άνθρακα) γίνεται σε ξεχωριστό λέβητα, έξω από τον κύλινδρο όπου κινείται το έμβολο — δηλαδή «εξωτερικά» ως προς το σημείο παραγωγής της κίνησης. Στην ατμομηχανή ο ατμός που παράγεται από τη θέρμανση του νερού εισέρχεται σε κύλινδρο και κινεί το έμβολο, μια αργή διεργασία αφού το νερό πρέπει πρώτα να βράσει. Αντίθετα, στη μηχανή εσωτερικής καύσης, εφόσον η καύση του μείγματος γίνεται μέσα στον ίδιο τον κύλινδρο, η ισχύς που παράγεται κινεί απευθείας και πολύ πιο αποτελεσματικά το έμβολο, χωρίς την ανάγκη ενδιάμεσου εργαζόμενου μέσου όπως ο ατμός — γι' αυτό και οι μηχανές αυτές μπορούσαν να είναι πολύ μικρότερες, ελαφρύτερες και ευκολότερες στη χρήση από μια ατμομηχανή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Καύση ΜΕΣΑ στον κύλινδρο (όχι σε ξεχωριστό λέβητα) → απευθείας, αποδοτικότερη κίνηση εμβόλου, χωρίς ενδιάμεσο μέσο (ατμό)

Γιατί η μεγάλη ροπή προκαλεί «σπινάρισμα»

Ερώτηση: Γιατί η μεγάλη ροπή στους τροχούς, κατά την εκκίνηση, προκαλεί το «σπινάρισμα» και τι ακριβώς συμβαίνει τότε;

Απάντηση:

• Γιατί η μεγάλη ροπή στους τροχούς, κατά την εκκίνηση, προκαλεί το «σπινάρισμα» και τι ακριβώς συμβαίνει τότε;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ροπή του κινητήρα μεταφέρεται στο δρόμο μέσω της τριβής των ελαστικών με το οδόστρωμα, της «πρόσφυσης». Όταν, κατά την εκκίνηση, αναπτύσσεται στους τροχούς πολύ μεγάλη ροπή —μεγαλύτερη από όση μπορεί να «απορροφήσει» η διαθέσιμη πρόσφυση των ελαστικών στο συγκεκριμένο οδόστρωμα— οι τροχοί δεν μπορούν πλέον να μεταδώσουν αυτή τη ροπή ως ωθητική δύναμη προς τα εμπρός. Αποτέλεσμα είναι να χάνουν το «κράτημά» τους και να ξεκινούν να περιστρέφονται πολύ πιο γρήγορα απ' όσο θα έπρεπε σε σχέση με την πραγματική ταχύτητα του οχήματος, χωρίς να προωθούν αντίστοιχα το αυτοκίνητο — αυτό είναι το φαινόμενο του «σπιναρίσματος». Στην πράξη, η ενέργεια που θα έπρεπε να μετατρέπεται σε κίνηση του οχήματος καταναλώνεται σε τριβή/θερμότητα ανάμεσα στο ελαστικό και το οδόστρωμα (φαινόμενο που «καίει» το λάστιχο), ενώ η κατευθυντικότητα και η ευστάθεια του οχήματος μειώνονται σημαντικά όσο διαρκεί το σπινάρισμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ροπή > μέγιστη διαθέσιμη πρόσφυση → οι τροχοί χάνουν το κράτημα και γυρίζουν χωρίς να προωθούν το όχημα

Το πλεονέκτημα της μηχανής του Otto

Ερώτηση: Ποιο ήταν το πλεονέκτημα της μηχανής που κατασκεύασε ο Otto, σε σχέση με τις αντίστοιχες που είχαν ήδη προηγηθεί;

Απάντηση:

• Ποιο ήταν το πλεονέκτημα της μηχανής που κατασκεύασε ο Otto, σε σχέση με τις αντίστοιχες που είχαν ήδη προηγηθεί;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η μηχανή που κατασκεύασε ο Γερμανός μηχανικός Nikolaus August Otto το 1876 ήταν τετράχρονη: το έμβολό της εκτελούσε τέσσερις διακριτές κινήσεις (εισαγωγή μείγματος, συμπίεση, ανάφλεξη-εκτόνωση με παραγωγή έργου, εξαγωγή καυσαερίων) σε μία πλήρη περιστροφή του άξονα, με τη συμπίεση του μείγματος να πραγματοποιείται πριν από την ανάφλεξή του. Το πλεονέκτημα αυτής της μηχανής, σε σχέση με τις προηγούμενες (κυρίως τη μηχανή του Lenoir, που είχε πολύ χαμηλή απόδοση), ήταν η τεράστια βελτίωση της απόδοσης: ο «κινητήρας Otto», όπως ονομάστηκε, αποτελούσε σημαντική πρόοδο σε σχέση με τη μηχανή του Lenoir, χάρη ακριβώς στη συμπίεση του μείγματος πριν την καύση, που επέτρεπε καλύτερη μετατροπή της χημικής ενέργειας του καυσίμου σε ωφέλιμο έργο. Λόγω αυτής της βελτίωσης, η χρήση του διαδόθηκε γρήγορα, ενώ η σχεδίαση και η φιλοσοφία λειτουργίας του αποτέλεσαν τη βάση πάνω στην οποία στηρίχθηκαν οι σημερινές, πολύ πιο εξελιγμένες μηχανές εσωτερικής καύσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Τετράχρονη λειτουργία με συμπίεση πριν την ανάφλεξη → τεράστια βελτίωση απόδοσης σε σχέση με τη μηχανή Lenoir· βάση των σημερινών Μ.Ε.Κ.

Τι συμβαίνει όταν μια στροφή «πετάει έξω» αυτοκίνητο

Ερώτηση: Τι συμβαίνει, όταν μια στροφή «πετάει έξω» ένα αυτοκίνητο;

Απάντηση:

• Τι συμβαίνει, όταν μια στροφή «πετάει έξω» ένα αυτοκίνητο;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν ένα αυτοκίνητο κινείται σε κυκλική τροχιά (σε μια στροφή), αναπτύσσεται πάνω του φυγόκεντρη δύναμη, το μέγεθος της οποίας είναι τόσο μεγαλύτερο όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται το όχημα. Αυτή η δύναμη το ωθεί προς τα έξω από τη στροφή, ενώ, λόγω της αδράνειάς του (της τάσης του να διατηρήσει την κινητική του κατάσταση), το όχημα «θέλει» να συνεχίσει να κινείται ευθύγραμμα αντί να ακολουθήσει την καμπύλη διαδρομή. Αν, στη συγκεκριμένη στιγμή, η πρόσφυση των ελαστικών στο οδόστρωμα δεν είναι επαρκής —δηλαδή τα ελαστικά δεν έχουν καλό «κράτημα»— τότε η τριβή αυτή δεν αρκεί για να αντισταθμίσει τη φυγόκεντρη δύναμη και την αδράνεια, με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο να «βγει από το δρόμο»: αυτό ακριβώς εννοούμε όταν λέμε ότι «μια στροφή πετάει έξω» ένα αυτοκίνητο. Αντίθετα, με καλή πρόσφυση, σωστή εκπαίδευση και εμπειρία του οδηγού (και συχνά με προσεκτική αύξηση της ισχύος στη διάρκεια της καμπύλης διαδρομής), το όχημα μπορεί να διατηρήσει την τροχιά του και σε σχετικά υψηλές ταχύτητες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Φυγόκεντρη δύναμη + αδράνεια χωρίς αρκετή πρόσφυση → το αυτοκίνητο βγαίνει από το δρόμο κατά τη στροφή

Εκκίνηση των πρώτων Μ.Ε.Κ. και οι δυσκολίες της

Ερώτηση: Πώς γινόταν η εκκίνηση των πρώτων Μ.Ε.Κ. και ποιες δυσκολίες παρουσίαζε το σύστημα αυτό;

Απάντηση:

• Πώς γινόταν η εκκίνηση των πρώτων Μ.Ε.Κ. και ποιες δυσκολίες παρουσίαζε το σύστημα αυτό;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η εκκίνηση του κινητήρα των αυτοκινήτων γινόταν, μέχρι και το 1911, με ένα χειροστρόφαλο (μανιβέλα), το οποίο εισαγόταν στο πρόσθιο μέρος του αυτοκινήτου και το γύρισμά του με το χέρι περιέστρεφε τον άξονα του κινητήρα ώστε να «πιάσει» εμπρηγμα. Το σύστημα αυτό παρουσίαζε δύο βασικές δυσκολίες: πρώτον, το γύρισμα του χειροστροφάλου απαιτούσε μεγάλη σωματική προσπάθεια, καθιστώντας δύσκολη ή αδύνατη τη χρήση του από ασθενέστερους ανθρώπους· δεύτερον, και σημαντικότερο, μόλις ο κινητήρας άρχιζε να λειτουργεί ο χειροστρόφαλος περιστρεφόταν απότομα με μεγάλη ταχύτητα, με αποτέλεσμα να υπάρχει σοβαρός κίνδυνος να προκαλέσει κατάγματα στα χέρια του ανθρώπου που τον χειρίζονταν. Το πρόβλημα αυτό λύθηκε το 1911, όταν ο Αμερικανός εφευρέτης Charles Franklin Kettering επινόησε τον ηλεκτρικό εκκινητήρα (μίζα), που έθετε σε κίνηση τη μηχανή με απλό γύρισμα ενός κλειδιού και ταυτόχρονη παροχή ρεύματος — χρησιμοποιήθηκε πρώτη φορά από την αυτοκινητοβιομηχανία Cadillac το 1912 και υιοθετήθηκε γρήγορα από όλους τους κατασκευαστές, επιτρέποντας σε πολύ περισσότερους ανθρώπους να οδηγήσουν αυτοκίνητο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Χειροστρόφαλος (μανιβέλα) μέχρι το 1911 → μεγάλη προσπάθεια + κίνδυνος καταγμάτων· λύση: ηλεκτρική μίζα του Kettering (1911, πρώτη χρήση Cadillac 1912)

Πώς η πρόσφυση επηρεάζει τις επιδόσεις και την ασφάλεια

Ερώτηση: Γιατί η πρόσφυση επηρεάζει τις επιδόσεις και την ασφαλή κίνηση του αυτοκινήτου;

Απάντηση:

• Γιατί η πρόσφυση επηρεάζει τις επιδόσεις και την ασφαλή κίνηση του αυτοκινήτου;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πρόσφυση είναι η τριβή που αναπτύσσεται ανάμεσα στα ελαστικά και το οδόστρωμα, μέσω της οποίας η ισχύς (και η ροπή) του κινητήρα μεταφέρεται τελικά στο δρόμο και προωθεί το όχημα — με άλλα λόγια, «κατεβάζει τα άλογα της μηχανής στο δρόμο». Επηρεάζει τις επιδόσεις γιατί, όσο μεγαλύτερη ισχύ έχει ένας κινητήρας, τόσο μεγαλύτερη πρόσφυση απαιτείται ώστε αυτή η ισχύς να μεταδοθεί αποτελεσματικά χωρίς οι τροχοί να χάνουν το κράτημά τους (σπινάρισμα) — χωρίς αρκετή πρόσφυση, μεγάλο μέρος της ισχύος «χάνεται» αντί να μετατρέπεται σε επιτάχυνση. Επηρεάζει επίσης άμεσα την ασφαλή κίνηση, αφού η αύξηση και ο έλεγχος της πρόσφυσης έχουν ιδιαίτερη σημασία για την ευστάθεια και την κατευθυντικότητα του αυτοκινήτου στο δρόμο: επαρκής πρόσφυση χρειάζεται για να διατηρηθεί η τροχιά του οχήματος σε στροφές (χωρίς η φυγόκεντρη δύναμη να το «πετάξει έξω») και για να επιτευχθεί ικανοποιητική απόσταση φρεναρίσματος. Η πρόσφυση εξαρτάται από παράγοντες όπως το είδος και η κατάσταση των ελαστικών, το είδος του οδοστρώματος (ασφάλτινο ή χωμάτινο, στεγνό ή βρεγμένο) και τις καιρικές συνθήκες — γι' αυτό, σε αγώνες ράλλυ ή ταχύτητας, τα αυτοκίνητα αλλάζουν ελαστικά ανάλογα με το δρόμο και τον καιρό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πρόσφυση = τριβή ελαστικό-οδόστρωμα που μεταφέρει την ισχύ στο δρόμο· καθορίζει επιτάχυνση χωρίς σπινάρισμα, ευστάθεια σε στροφές και απόσταση φρεναρίσματος

Γιατί μεγαλύτερη ταχύτητα σημαίνει μεγαλύτερη απόσταση φρεναρίσματος

Ερώτηση: Γιατί ένα αυτοκίνητο, όσο μεγαλύτερη ταχύτητα έχει, τόσο μεγαλύτερη απόσταση επιβράδυνσης (φρεναρίσματος) χρειάζεται;

Απάντηση:

• Γιατί ένα αυτοκίνητο, όσο μεγαλύτερη ταχύτητα έχει, τόσο μεγαλύτερη απόσταση επιβράδυνσης (φρεναρίσματος) χρειάζεται;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η επιβράδυνση (φρενάρισμα) ενός αυτοκινήτου σχετίζεται άμεσα με την αδράνειά του, δηλαδή με την τάση του να διατηρήσει την κινητική του κατάσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται το όχημα, τόσο μεγαλύτερη είναι η «κινητική του κατάσταση» που πρέπει να μεταβληθεί προκειμένου να έρθει σε στάση, δηλαδή τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση του (λόγω αδράνειας) να συνεχίσει να κινείται. Για να μειωθεί η ταχύτητα και τελικά να σταματήσει το όχημα, τα φρένα πρέπει να ασκήσουν μέσω της τριβής τους ένα αντίθετο έργο πέδησης, το οποίο χρειάζεται περισσότερο χρόνο —και άρα περισσότερη απόσταση— όσο μεγαλύτερη είναι η αρχική ταχύτητα. Με άλλα λόγια, το ίδιο ζεύγος φρένα-ελαστικά, με τη διαθέσιμη πρόσφυση/τριβή τους, μπορεί να αναπτύξει μια περιορισμένη επιβραδυντική δύναμη· όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα εκκίνησης του φρεναρίσματος, τόσο μεγαλύτερη απόσταση απαιτείται ώστε αυτή η περιορισμένη δύναμη να «απορροφήσει» την επιπλέον κινητική κατάσταση του οχήματος και να το φέρει σε πλήρη στάση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μεγαλύτερη ταχύτητα → μεγαλύτερη αδράνεια/κινητική κατάσταση προς μεταβολή → τα φρένα (περιορισμένη τριβή) χρειάζονται μεγαλύτερη απόσταση για να σταματήσουν το όχημα

Φαρδιά λάστιχα: πότε είναι χρήσιμα

Ερώτηση: Γιατί τα φαρδιά λάστιχα δεν βελτιώνουν την επίδοση όλων των αυτοκινήτων; Σε ποια αυτοκίνητα είναι χρήσιμα;

Απάντηση:

• Γιατί τα φαρδιά λάστιχα δεν βελτιώνουν την επίδοση όλων των αυτοκινήτων; Σε ποια αυτοκίνητα είναι χρήσιμα;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα φαρδιά λάστιχα προσφέρουν μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής με το οδόστρωμα και, άρα, μεγαλύτερη πρόσφυση — δυνατότητα που είναι πραγματικά χρήσιμη μόνο σε αυτοκίνητα υψηλής ιπποδύναμης/επιδόσεων, όπου η μεγάλη ισχύς και ροπή του κινητήρα πρέπει να μεταφερθεί στο δρόμο χωρίς οι τροχοί να χάνουν το κράτημά τους («σπινάρισμα»). Σε αυτά τα οχήματα, όπως και η αεροδυναμική του αμαξώματος, τα φαρδιά λάστιχα συμβάλλουν ουσιαστικά στις επιδόσεις. Αντίθετα, σε οχήματα χαμηλών ταχυτήτων και χαμηλής ιπποδύναμης, η διαθέσιμη ισχύς του κινητήρα δεν είναι αρκετή για να «αξιοποιήσει» αυτή την επιπλέον πρόσφυση — δεν υπάρχει κίνδυνος σπιναρίσματος που να τη χρειάζεται. Στην περίπτωση αυτή τα φαρδιά λάστιχα λειτουργούν, όπως και τα αμιγώς διακοσμητικά αεροδυναμικά εξαρτήματα, μόνο ως πρόσθετη αντίσταση (αντίσταση αέρα και αυξημένη αντίσταση κύλισης), χωρίς κανένα ουσιαστικό όφελος στην επίδοση — αντίθετα, επιβαρύνουν την κατανάλωση καυσίμου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Φαρδιά λάστιχα = περισσότερη πρόσφυση, χρήσιμη σε οχήματα υψηλής ιπποδύναμης· σε χαμηλής ιπποδύναμης οχήματα είναι απλά πρόσθετη (άχρηστη) αντίσταση

Πρόσφυση ωφέλιμη — άλλες τριβές να ελαχιστοποιούνται

Ερώτηση: Γιατί, ενώ η πρόσφυση είναι ωφέλιμη, οι άλλου είδους τριβές γίνεται προσπάθεια να ελαχιστοποιηθούν;

Απάντηση:

• Γιατί, ενώ η πρόσφυση είναι ωφέλιμη, οι άλλου είδους τριβές γίνεται προσπάθεια να ελαχιστοποιηθούν;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πρόσφυση είναι η μοναδική τριβή στο αυτοκίνητο που αξιοποιείται ωφέλιμα: μέσω αυτής, η ισχύς και η ροπή του κινητήρα μεταφέρονται τελικά στο δρόμο και κινούν, κατευθύνουν και σταματούν το όχημα — χωρίς αυτή, το όχημα δεν θα μπορούσε ούτε να επιταχύνει, ούτε να στρίψει, ούτε να φρενάρει με ασφάλεια. Όλες οι υπόλοιπες τριβές του αυτοκινήτου (π.χ. εσωτερικές τριβές ανάμεσα στα κινούμενα μέρη του κινητήρα και του συστήματος μετάδοσης, καθώς και η αντίσταση του αέρα στην κίνηση) δεν συμβάλλουν στην παραγωγή ωφέλιμου έργου κίνησης — απλώς καταναλώνουν μέρος της ισχύος του κινητήρα, μετατρέποντάς την σε θερμότητα που χάνεται στο περιβάλλον. Επομένως, όσο μεγαλύτερες είναι αυτές οι «επιζήμιες» τριβές, τόσο μεγαλύτερη ισχύ χρειάζεται ο κινητήρας για να αποδώσει την ίδια τελική κίνηση στο όχημα, με άμεσο αντίκτυπο στην κατανάλωση καυσίμου. Γι' αυτό ο σχεδιασμός και η κατασκευή του αυτοκινήτου επιδιώκουν να ελαχιστοποιήσουν αυτού του είδους τις τριβές (π.χ. με κατάλληλη λίπανση των μηχανικών μερών, αεροδυναμικό σχεδιασμό του αμαξώματος), ώστε να αυξηθεί ο μηχανικός βαθμός απόδοσης του οχήματος και να μειωθεί η κατανάλωση, χωρίς φυσικά να επηρεαστεί αρνητικά η ωφέλιμη πρόσφυση των ελαστικών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πρόσφυση = μοναδική «χρήσιμη» τριβή (μεταφέρει ισχύ στο δρόμο)· άλλες τριβές (εσωτερικές, αέρα) απλά καταναλώνουν ισχύ ως θερμότητα → ελαχιστοποιούνται για οικονομία καυσίμου