maksiminopeutta

Maksiminopeus (v_max) on suurin nopeus, jonka kappale tai järjestelmä voi saavuttaa tietyissä olosuhteissa. Se riippuu sekä käytettävissä olevasta voimasta tai tehosta että vastusvoimista, kuten ilmanvastuksesta ja vierintävastuksesta. Käytännössä maksimi saavutetaan, kun lisänopeuden tuottaminen ei ole enää mahdollista, eli kiihtyvyys on nolla tai lähellä sitä.

Keskeiset tekijät ovat: voimantuotto (teho tai työntövoima) sekä vastusvoimat (ilmanvastus, vierintävastus). Ympäristötekijöillä, kuten ilman tiheydellä, korkeudella ja lämpötilalla, on myös vaikutusta. Rakenteelliset ja turvallisuuteen liittyvät rajoitteet sekä käyttötarkoituksesta riippuvat tekniset ratkaisut määrittävät, millä nopeudella maksimi voidaan saavuttaa.

Esimerkkejä: autoissa maksimi saavutetaan, kun moottorin tuottama teho vastaa ilmanvastusta ja vierintävastusta sekä mahdollisia lisäkuormia; lentokoneissa maksimi määritellään usein työntövoiman ja vastuksen tasapainossa sekä rakenteellisten rajoitteiden puitteissa; vapautuvan kappaleen maksimi on terminal velocity, jolloin ilmanvastus tasoittaa painovoiman. Liikennelainsäädäntö voi lisäksi asettaa käytännön nopeusrajoituksia.

Laske tai mittaa: tasapainoehto voidaan esittää F_t = F_drag + F_roll, jossa F_drag = 1/2 ρ C_d A v^2 ja F_roll = μ m g. Näillä voidaan arvioida v_max teoreettisesti tai määrittää kokeellisesti.