TC的編輯視角│時速350公里下的牛頓第二運動定律!MotoGP車手要面對的狂野g力!

TC的編輯視角│時速350公里下的牛頓第二運動定律!MotoGP車手要面對的狂野g力!
TC 2022/12/26

所謂的g力,存在於移動車輛的所有加速與減速時刻,當然,MotoGP車手是最容易受到這些力量影響的。

我們都聽過g力,這種加速度量測方法可以讓你測量出車輛與車手在特定的加速或減速時所受到的力。17世紀的1687年,牛頓寫下了牛頓第二運動定律(Newton's second law of motion),也就是加速度定律。加速度定律基本定義為物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。

針對加速度定律的物理力矩方程式:F=ma可得,F為力,m為質量,a為加速度。

為了研究加速度對人體的影響,牛頓提出了另一組方程式來衡量該力的大小,即:F=mgg就是g值,加速度與g值是相似的,1個g的力量代表了9.80665 m/s2 (approx. 32.174 ft/s2)=gn = 9.80665 N/kg的加速度。

在不深入探究物理學的術語之下(編按:等等,上面這些看完不會就有人直接右上離開了吧?),我們用更簡單一點的方式來做說明,通過將質量的重量乘以施加在其上的g值大小來算出總共的力效應。換句話說,假設3g 的力量代表的就是對質量中量上施加了三倍的重量。

力是如何影響MotoGP車手?

必須得說,幸運的是摩托車賽車手通常不會受到太大的力,但有時候一些事故的確會涉及到相當高強度的巨大衝擊。2021年Portimao分站中,Jorge Martin的大型事故就是其中的例子,當然這當中根據不同的量測儀器所測得的數據會有落差,但該次的事故已經算是有史以來車手承受最高力的峰值紀錄。2019年,Marc Marquez在Sepang分站中發生摔車,當時車手承受力值來到了26.27g ,而同一地點,2016年的Loris Baz更創造了29.9的可怕衝擊峰值。

狂野的制動力

重力效應對於四輪賽車手的影響會大於摩托車賽車手,因為前者的質量是與汽車一體,而對於MotoGP車手而言,由於他們所能達到的功率輸出、加速度以及速度都是該層級的巔峰,所以MotoGP車手可以算是受重力影響最大的摩托車手群。最關鍵的時刻在於制動,車手有時不得不應對巨大的減速壓力,根據MotoGP賽車制動供應商Brembo進行的研究顯示,在MotoGP賽事中平均的力值約為1.1~1.2g ,當超過1.4g時, Brembo會判定為一個高峰均值。

在MotoGP賽事中,有幾個分站特定賽道上的力會高於平均值,例如奧地利的Red Bull Ring、日本的Motegi、泰國的Buriram Chang Circuit等,這些賽道的共通點就是都存在大量的高強度制動需求,因為制動是直接影響車手安全的重要因素,所以在這些分站中,賽會也允許車隊使用更大的碟盤,碟盤尺寸可以從340mm至355mm不等,當然,更大的碟盤直徑並不代表提升出更強的煞車性能,主要用途在於確保賽事進行中的制動效果。

然而,全年度分站賽道中,力最大的賽道是葡萄牙Portimao賽道的一號彎,這裡的力達到了1.8之譜。從Portimao直線底可以做到336公里/小時的最高極速後開始煞車,煞車點還附帶下坡來增加車體負載,大幅拉升車手必須要應對的力。

彎道

在過彎過程中也同樣可以記錄到高重力負載,儘管在過彎的條件下,摩托車不會像汽車那樣大幅地受到力影響。在摩托車上,有別於汽車車手的動態與車體一致,摩托車手與摩托車本體並不總是同步,更甚,車手與車體經常在做不同的行為動作。

過彎時,往內側傾斜的動作可以用於分散力,因為慣性力(假想力)、向心力與重力本身在同一個加速時間點上會重疊,換句話說,當摩托車手在過彎時,慣性力(假想力)會傾向於跟隨質量的慣性,而車手就必須要與這個力做對抗,從而將摩托車「推」向Racing Line上的向心力。而兩者力矩則會依次分散力效應。

TC 資深編輯
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