AIAcademy
Рассчет расхода при скорости 180 км/ч в модели o3-mini
GPT o3-mini
Илья Мартын
11 апреля 2025 г.
Допустим, что расход автомобиля BMW 530i по трассе на скорости 120 км/ч составляет 8.5 литра на 100 км. Рассчитай расход автомобиля при скорости 180 км/ч Принимай любые необходимые для рассчета допущения.

Мы можем попробовать оценить, как изменится расход топлива при увеличении скорости, если принять, что на трассе расход складывается из двух составляющих:

  1. Не зависящей от скорости (например, потери на работу вспомогательного оборудования, инерционные потери, «базовый» расход двигателя) – назовём её A (л/100 км),
  2. Потерь, связанных с аэродинамическим сопротивлением. При движении на больших скоростях аэродинамика играет ключевую роль, и затраты мощности (а значит, и топлива) для преодоления сопротивления воздуха пропорциональны v³. Однако если смотреть на расход на 100 км (то есть на затрачиваемую энергию на единицу пути), то эта составляющая растёт примерно пропорционально v².

Таким образом, можно записать модель:   Расход (л/100 км) = A + B·v²

При v = 120 км/ч расход равен 8.5 л/100 км, то есть   A + B·(120)² = 8.5  (1)

При v = 180 км/ч расход будет   A + B·(180)²  (2)

Чтобы определить A и B, нужно сделать дополнительное предположение о том, какую долю расхода составляет скорость‐независимая часть. Обычно на таких скоростях (120 км/ч) можно принять, что порядка 30–40% расхода обусловлено «базовыми» потерями, а остальное – аэродинамикой. Для примера выберем, скажем, 30%:

  A ≈ 0.3 · 8.5 ≈ 2.55 л/100 км

Тогда из (1) получаем:   B·(120)² = 8.5 – 2.55 = 5.95
  B = 5.95 / (14400) ≈ 0.000413 л/(100 км·(км/ч)²)

Теперь оценим расход при 180 км/ч по (2):   Расход = A + B·(180)²
      = 2.55 + 0.000413 · (32400)
      = 2.55 + 13.37
      ≈ 15.92 л/100 км

Таким образом, по нашей модели расход при 180 км/ч окажется примерно 16 л на 100 км.

Замечания: • Если принять, что доля скорости‐независимых потерь больше (например, 40 %), то итоговое значение будет немного ниже. При 40% A = 0.4·8.5 = 3.4 л/100 км, тогда B = (8.5 – 3.4)/(14400) ≈ 0.000352, и расход при 180 км/ч станет:   3.4 + 0.000352·32400 ≈ 3.4 + 11.41 = 14.81 л/100 км. • Если бы мы попытались масштабировать расход «по мощности» (которая при движении требует v³) без вычитания «базового» расхода, получили бы: 8.5 · (180/120)³ ≈ 8.5 · 3.375 ≈ 28.7 л/100 км, что завышено, поскольку в реальности не вся энергия зависит от скорости.

Вывод: При предварительных допущениях (расход состоит из около 30 % постоянных потерь и 70 % аэродинамических, растущих с квадратом скорости) увеличение скорости с 120 до 180 км/ч приведёт к росту расхода с 8.5 до примерно 16 л/100 км.

Таким образом, можно оценить, что расход автомобиля BMW 530i при 180 км/ч составит порядка 15–16 л/100 км.

Начните работу с AIAcademy