Как в физике обозначается тормозной путь


Конспект урока по физике "Тормозной путь" (9 класс)

Тема: «Тормозной путь. Остановочный путь. Безопасность дорожного движения»

Цели урока:

  • Опираясь на знание физических законов, выработать осознанную необходимость соблюдения Правил дорожного движения. Познакомить учащихся с понятиями тормозной и остановочный путь.

  • Воспитывать законопослушность, ответственность за свою жизнь и жизнь людей, живущих рядом. Повторить основные знания по безопасному переходу улицы.

  • Развивать творческие способности, коммуникабельность

Ход урока:

  1. Орг. момент

Учитель: Часто на дорогах можно видеть перебегающего пешехода впереди идущего транспорта. По - видимому, пешеход не знает, что достаточно 30 секунд постоять на обочине, перекрестке перед красным сигналом светофора и для него загорится зеленый свет. Еще он не знает элементарных сведений о тормозном пути автомашин и не соблюдает Правила пешехода.

Сегодняшний урок посвящен взаимосвязи физики, математики и безопасности дорожного движения, мы познакомимся с понятиями тормозной путь и остановочный путь, повторим правила дорожного движения. Поэтому тема урока звучит так: «Тормозной путь. Остановочный путь. Безопасность дорожного движения» Слайд №1

Эпиграфом к нашему уроку я выбрала слова великого русского писателя А.П.Чехова «Солнце не всходит два раза в день, а жизнь не дается дважды…» Слайд №2

Проблема безопасности движения сложна и многогранна, вы каждый день идете или едете в школу, т.е. являетесь участниками дорожного движения.

  1. Актуализация знаний

Давайте посмотрим на фотографию, и наверное, тогда станет ясно, почему мы сегодня говорим о безопасности дорожного движения. Слайд № 3

Слайд № 4 Ежегодно в мире в результате ДТП погибают и получают ранения более 50 млн. человек. Всемирная организация здравоохранения свидетельствует, что на долю ДТП более 30% смертельных исходов от всех несчастных случаев. В ХХ веке автомобиль стал причиной смерти около 30 млн. человек. В России потери, связанные с ДТП в несколько раз превышают ущерб от железнодорожных катастроф, пожаров и других видов несчастных случаев. Масштаб ДТП угрожает национальной безопасности.

Слайд № 5 Мы каждое утро выходим на улицу и становимся пешеходами. Анализ данных о количестве ДТП свидетельствует о том, что очень часто жертвами становятся пешеходы, в том числе и дети.

Исследования пешеходного движения показывают, что в зависимости от возраста и пола изменяется и скорость движения пешеходов:

Слайд № 6 Скорость передвижения пешеходов.

Таблица 1. Возраст и пол Скорость движения пешеходов

Дети 6-10 лет 1,11 м/с = 1,11X3600 : 1000 км/ч = 3,996 км/ч

Подростки 11-16 лет 1,59 м/с = 1.59X3600 : 1000 км/ч = 5,724 км/ч

Мужчины до 55 лет 1,62 м/с = 1.62 X3600: 1000 км/ч = 5,832 км/ч

Мужчины свыше 55лет 1,5 м/с = 1.5 X3600 : 1000 км/ч = 5,4 км/ч

Женщины до 55 лет 1,35 м/с = 1.35X3600 : 1000 км/ч = 4,86 км/ч

Женщины после 55 лет 1,29 м/с = 1.29X3600 : 1000 км/ч = 4,644км/ч

Слайд № 7 Пусть вам сообщили, что скорость мужчины 6 км/ч. Что означает это число?

Дорога — объект повышенной опасности. Помогают избежать опасных ситуаций на дорогах, конечно, дорожные знаки. Что означают эти знаки?

Слайд № 8 Вы ехали по городу и увидели знак ограничения скорости 40 км/ч, а в городе дует штормовой ветер, то есть где-то 25 – 30 м/с. Нарушает ли ветер правила дорожного движения? Что нужно нам сделать, чтобы сравнить эти две величины?

Выразим скорость движения ветра в других единицах (км/ч).

Давайте вспомним, что нужно для этого сделать: 30м/с = = 108 км/ч

Да. Нарушает.

Задача.

В начале участка шоссе стоит дорожный знак «30 км/ч». Нарушил ли правила движения водитель автомобиля, равномерно прошедшего участок дороги длиной 1,8 км за 4 мин? (Не нарушил, т. к. скорость автомобиля была 27 км/ч).

Почему дети часто становятся жертвами ДТП?

Слайд № 9 1. При переходе дороги для того, чтобы иметь общее представление об окружающем пространстве, нужно осмотреться вокруг. Для того чтобы повернуть голову, ребёнку понадобится 4 секунды, а взрослому человеку всего лишь одну секунду.

Поэтому, искажённо оценив дорожную ситуацию, дети считают, что успеют перейти дорогу и попадают в ДТП.

Слайд № 10 2. Дети с искажением воспринимают звуки на дороге.

Подростки часто ходят по улицам города с наушниками, в которых звучит громкая музыка. И это очень существенно мешает восприятию окружающей действительности.

Слайд № 11 3. У ребёнка искажено восприятие размеров транспортного средства. Подростки до 13-14 лет видят только прямо. У них хорошо развито “тоннельное зрение”, а боковое зрение слабо фиксирует происходящее.

Слайд № 12 Решить задачу. Сколько секунд будет переходить ребёнок дорогу, если её ширина 6 метров и его скорость равна 1,2 м/с?

  1. Изучение нового материала

1. Учитель. Ребята, помните – ни одна машина сразу остановиться не может. Знание того, сколько проедет автомобиль перед тем, как остановиться, какова дистанция безопасности, поможет избежать проблем на дороге.

1) Останавливаясь около заранее намеченного места, водитель выключает двигатель, и автомашина продолжает двигаться только по инерции. Затем водитель тормозит и плавно подводит машину к остановке.

2) Автомашина не может остановиться сразу, как только её затормозили. До полной остановки она проходит ещё некоторое расстояние – тормозной путь.

Слайд 13. Тормозной путь.

Определение 1. Тормозной путь - это расстояние, пройденное автомобилем с момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки автомобиля.

Вопросы. От чего зависит тормозной путь автомобиля?

Тормозной путь зависит от многих факторов:

а) от силы сцепления колёс с землёй. Если дорога скользкая, шины стёрты, то сила сцепления колёс с землёй уменьшается и, наоборот, увеличивается, если дорога сухая, а шины новые. В первом случае тормозной путь увеличивается, во втором сокращается.

б) от скорости автомобиля: чем больше скорость, тем он длиннее.

Слайд 14. Изменение тормозного пути.

Водитель едет со скоростью 25 км/ч, затем переходит на скорость 50 км/ч.

Как изменится путь торможения?

Слайд 15 Изменение тормозного пути от увеличения скорости

Казалось бы, что при удвоенной скорости тормозной путь тоже должен увеличиться вдвое. На самом деле он увеличивается в 4 раза. Если скорость увеличить в 3 раза, то тормозной путь увеличивается в 9 раз, а если в 4 раза – то в 16 раз.

Почему так происходит? Чтобы ответить на этот вопрос выведем формулу зависимости пути от скорости.

Слайд 16 - Если тело движется, то какой энергией оно обладает?

Кинетической энергией Ек = (1)

- Если тело обладает энергией и энергия уменьшается, значит тело выполняет работу, равную изменению этой энергии, т.е. А = (2)

- Какие силы действуют на автомобиль, если двигатель выключен?

Fтр = (3)

А = Fтрs = (4)

Приравняем 2 и 4 формулы

=

Задание командам из этой формулы вывести формулу пути.

= =

Слайд 17 РЕШИМ ЗАДАЧУ: Определим тормозной путь при экстренном торможении.

Пешеход пересекает улицу в неположенном месте. Водитель замечает пешехода за 20 м и начинает экстренное торможение. Произойдёт ли аварии, если скорость авто 60 км/ч? Коэффициент трения 0,7.

60 км/ч = 16,7 м/с

Решение: рассчитаем тормозной путь по выведенной формуле:

=

S= 19,9 м.

В данной ситуации всё обошлось, а что было бы, если за 5 минут до этого прошёл дождь? Коэффициент трения = 0,5

S= 27,8 м. Машина собьёт человека.

Как изменяется тормозной путь в зависимости от скорости движения автомашины, показано в таблице.

в) от состояния дороги.

Числа в таблице приведены для сухой асфальтовой дороги.

Слайд 18. Тормозной путь.

Тормозной путь может увеличиться примерно на 30%, если дорога мокрая, и примерно в 3 раза, если дорога покрыта снегом, и в 5 раз, если асфальт покрыт ледяной коркой.

В таблице указан тормозной путь по 1) мокрой дороге, 2) дороге, покрытой ледяной коркой.

Слайд 19. Тормозной путь.

г) от нагрузки и тяжести машины. Более тяжёлая машина (грузовик, автобус) имеет больший тормозной путь, чем, например, маленький “Москвич”.

д) от исправности тормозов, препятствий на пути и других условий.

  1. Закрепление.

Слайд 20. От чего зависит тормозной путь

а ) от силы сцепления колёс с землёй,

б) от скорости автомобиля,

в) от состояния дороги.

г) от нагрузки и тяжести машины

2. Введение понятия остановочный путь автомобиля.

Учитель. Ребята, вы увидели, что автомобиль нельзя остановить мгновенно. Для его остановки требуется определённое время, за которое он проходит некоторое расстояние.

Слайд 21 Остановочный путь.

Определение 2. Все расстояние, пройденное автомобилем с момента обнаружения опасности до полной остановки, называется остановочный путь автомобиля.

Повторим Определение 1. Тормозной путь – это расстояние, пройденное автомобилем с момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки автомобиля.

Слайд 22. Составляющие остановочного пути.

Остановочный путь состоит из двух частей: расстояние, пройденное автомобилем за время реакции водителя и тормозного пути.

Путь за время

реакции водителя Тормозной путь

Остановочный путь

Время реакции водителя.

Время реакции водителя колеблется от 0,5 с до 1,2 с. Что влияет на время реакции водителя?

Ответ. На время реакции водителя влияют личные качества: физическое состояние водителя, его возраст, водительский опыт.

Вопрос. Правильно ли, что чем больше скорость автомобиля, тем длиннее остановочный путь?

Ответ. Правильно. Чем больше скорость, тем больше инерция. Тормозной путь удлиняется, а, значит, удлиняется остановочный путь.

Слайд 23.

Задача.

Время реакции водителя на возникшую опасность составляет 0.8 с. Какой путь пройдет за это время автобус, если скорость его была 54 км/ч? (12м).

Слайд 24.

Задача.

Автомобиль движется со скоростью 40 км/ч. На расстоянии 15м у него возникает препятствие. Свернуть некуда. Реакция водителя 0,5 сек. Успеет ли водитель остановить машину? (Дорога сухая.)

Решение.

По таблице находим, что при скорости 40км/ч путь торможения по сухой дороге равен 10,4 м. До препятствия 15 м, значит, у водителя в запасе 15 м – 10,4 м = 4,6 м. Кажется, что автомашину можно успеть остановить. Но здесь мы не учли скорость реакции водителя. Если она составляет 0,5 сек, то при скорости 40км/ч автомашина за это время проедет

40 х 0,5 х 1000 : 3600 м = 5,6 м, а затем ещё 10,4 м до остановки, всего 16 м. А так как до препятствия 15 м, то водитель обязательно на него наедет.

Ответ. Не успеет.

Теперь становится ясно, ребята, какой опасности подвергается пешеход, пытающийся пересечь дорогу, по которой мчатся автомашины.

Слайд 25. Запомни.

  • “Не перебегай улиц и дорог перед близко движущимся транспортом – это очень опасно для жизни”.

  • Ни одно даже самое важное дело не стоит вашей жизни.

Вопрос. Почему нельзя перебегать улицу перед близко идущим транспортом?

Слайд 26. Памятка.

Умей не только видеть, но и слышать улицу.

Обращай внимание на сигналы автомобиля (указатели поворота, заднего хода, тормоза)

Контролируй свои движения: поворот головы для осмотра дороги, остановку для пропуска автомобиля.

  1. Подведение итогов:

– Мы сегодня с вами не только повторили основные физические понятия, такие как скорость, тормозной путь, инерция и трение, но и рассмотрели их практическое применение, повторили правила дорожного  движения и дорожные знаки. Надеюсь, что данные знания помогут вам в жизни.

1. Если увеличить скорость транспорта вдвое, то потребуется вчетверо больший путь до его остановки, т.е. тормозной путь увеличится в 4 раза, а время торможения – в 2 раза.

2. Чем больше масса транспортного средства, тем время торможения и тормозной путь больше, т.е. тем труднее изменить скорость автомобиля и, следовательно, тело более инертно.

3. Длина тормозного пути зависит от погодных условий: на мокрой, скользкой дороге сила сцепления колёс с дорогой уменьшается, а тормозной путь увеличивается.

4. Зависимость тормозного пути от тормозной системы, изношенности шин колёс, освещённости дороги и других факторов.

5. Для остановки транспорта требуется время и пространство: нельзя переходить дорогу перед близко идущим транспортом. Об этом следует помнить во избежание ДТП, как пешеходам, так и автомобилистам, велосипедистам и другим участникам движения.

Наиболее распространенные нарушения:

1) Переход перед близко идущим транспортом;

2) Внезапный выход на проезжую часть из-за стоящего транспорта;

3) Переход дороги вне пешеходного перехода;

4) Нарушение правил езды на велосипеде;

5) Игра на дороге.

Скоро растает снег и многие из вас начнут кататься на велосипедах. Весна радует нас своим приходом. Голубое небо, яркое солнце, таяние снега - всё это поднимает настроение после долгой, суровой зимы. В связи с потеплением на дорогах появится и больше транспорта, что влияет на безопасность дорожного движения. Но, соблюдая установленные правила, мы тем самым оберегаем себя и окружающих от возможных неприятных последствий

(Выставление оценок активным ученикам)

Слайд 26. Домашнее задание:

  1. Составить кроссворд содержащий основные физические понятия и понятия из правил дорожного движения.

  2. Задача. На участке дороги, где установлен такой знак, водитель применил аварийное торможение. Инспектор обнаружил по следу колёс, что тормозной путь равен 12 м. Нарушил ли водитель правила, если коэффициент трения 0,6?

Что такое путь в физике и как его обозначают? Формулы и пример задачи — OneKu

Содержание статьи:

Кинематика является одним из важных разделов механики, который рассматривает законы перемещения тел в пространстве (причины возникновения движения изучает динамика). В данной статье рассмотрим одну из основных величин кинематики, ответим на вопрос: "Что такое путь в физике?"

Понятие о пути

Что такое путь в физике? Это величина, равная длине отрезка в пространстве, который преодолело в ходе своего движения изучаемое тело. Чтобы вычислить путь, необходимо знать не только начальное и конечное положения тела, но и траекторию его перемещения. На вопрос о том, что такое путь в физике, можно ответить иначе. Под этой величиной понимают длину траектории, то есть воображаемой линии, по которой тело перемещалось.

Вам будет интересно:Что такое «крон» в жизни и в мифах?

Для обозначения пути используют разные символы. Так, если речь идет об одномерном перемещении, то могут использовать символ Δx, где Δ означает изменение координаты x. Кроме этого символа, часто для обозначения рассматриваемой величины пользуются буквами s, l и h, причем две последние означают длину и высоту соответственно. Таким образом, в кинематике чаще всего для обозначения пути можно встретить букву s.

Если известно, что тело перемещается по прямой в трехмерном пространстве, а также известны координаты его положения начального (x0; y0; z0) и конечного (x1; y1; z1), тогда путь можно определить по формуле:

s = √((x1 - x0)2 + (y1 - y0)2 + (z1 - z0)2)

Формулы кинематики

Рассмотрев, как обозначается путь в физике и что собой эта величина представляет, приведем пару формул кинематики, которые применяются для вычисления изучаемой характеристики движения. Это следующие формулы:

s = v × t;

s = v0 × t ± a × t2 / 2

Здесь первое выражение соответствует ситуации, когда тело равномерно прямолинейно перемещается со скоростью v в течение времени t. Второе выражение справедливо для равноускоренного перемещения, где символами v0 и a обозначены начальная скорость и ускорение соответственно. Знак "плюс" следует использовать, если тело ускоряется, а знак "минус" - если оно замедляет свою скорость.

Пример задачи

Разобрав, что такое путь в физике, решим следующую задачу. Катер со скоростью 13 км/ч движется против течения реки в течение 1,5 часов из одного пункта в другой. Какой путь проходит катер, если скорость течения реки составляет 3 км/ч?

Это классическая задача на применение формулы для равномерного движения тела. Сложность задачи состоит только в том, чтобы определить реальную скорость перемещения катера. Поскольку его движение происходит против течения, то она будет равна разности: 13 - 3 = 10 км/ч. Теперь остается подставить известные величины в формулу для s и получить ответ:

s = v × t = 10 [км/ч] × 1,5 [ч] = 15 км

В задачах на вычисление пути необходимо следить за размерностями используемых значений скорости, времени и ускорения, чтобы не допустить ошибки.

Источник

Что такое путь в физике и как его обозначают? Формулы и пример задачи

Кинематика является одним из важных разделов механики, который рассматривает законы перемещения тел в пространстве (причины возникновения движения изучает динамика). В данной статье рассмотрим одну из основных величин кинематики, ответим на вопрос: "Что такое путь в физике?"

Понятие о пути

Что такое путь в физике? Это величина, равная длине отрезка в пространстве, который преодолело в ходе своего движения изучаемое тело. Чтобы вычислить путь, необходимо знать не только начальное и конечное положения тела, но и траекторию его перемещения. На вопрос о том, что такое путь в физике, можно ответить иначе. Под этой величиной понимают длину траектории, то есть воображаемой линии, по которой тело перемещалось.

Для обозначения пути используют разные символы. Так, если речь идет об одномерном перемещении, то могут использовать символ Δx, где Δ означает изменение координаты x. Кроме этого символа, часто для обозначения рассматриваемой величины пользуются буквами s, l и h, причем две последние означают длину и высоту соответственно. Таким образом, в кинематике чаще всего для обозначения пути можно встретить букву s.

Если известно, что тело перемещается по прямой в трехмерном пространстве, а также известны координаты его положения начального (x0; y0; z0) и конечного (x1; y1; z1), тогда путь можно определить по формуле:

s = √((x1 - x0)2 + (y1 - y0)2 + (z1 - z0)2)

Формулы кинематики

Рассмотрев, как обозначается путь в физике и что собой эта величина представляет, приведем пару формул кинематики, которые применяются для вычисления изучаемой характеристики движения. Это следующие формулы:

s = v × t;

s = v0 × t ± a × t2 / 2

Здесь первое выражение соответствует ситуации, когда тело равномерно прямолинейно перемещается со скоростью v в течение времени t. Второе выражение справедливо для равноускоренного перемещения, где символами v0 и a обозначены начальная скорость и ускорение соответственно. Знак "плюс" следует использовать, если тело ускоряется, а знак "минус" - если оно замедляет свою скорость.

Пример задачи

Разобрав, что такое путь в физике, решим следующую задачу. Катер со скоростью 13 км/ч движется против течения реки в течение 1,5 часов из одного пункта в другой. Какой путь проходит катер, если скорость течения реки составляет 3 км/ч?

Это классическая задача на применение формулы для равномерного движения тела. Сложность задачи состоит только в том, чтобы определить реальную скорость перемещения катера. Поскольку его движение происходит против течения, то она будет равна разности: 13 - 3 = 10 км/ч. Теперь остается подставить известные величины в формулу для s и получить ответ:

s = v × t = 10 [км/ч] × 1,5 [ч] = 15 км

В задачах на вычисление пути необходимо следить за размерностями используемых значений скорости, времени и ускорения, чтобы не допустить ошибки.

Тормозной путь автомобиля: определение, формула, расчет

Автоликбез14 сентября 2019

Каждому водителю важно помнить, что его машина не может остановиться мгновенно. Для этого ему потребуется определенное время, на которое влияет большое количество факторов. Правила дорожного движения требуют соблюдать безопасное расстояние между собственным и впереди идущим автомобилем, чтобы в случае необходимости успеть затормозить. Чтобы знать величину этого расстояния, необходимо иметь представление о тормозном пути. Помимо этого, многие путают два понятия – тормозной и остановочный путь.

Понятие тормозного пути автомобиля

Даже, если за рулем машины сидит профессиональный водитель, на дороге всегда может возникнуть ситуация, когда необходимо максимально быстро остановить транспортное средство:

  • внезапное появление на дороге человека или животного;
  • неисправность транспортного средства;
  • нарушение другим водителем правил дорожного движения, что приводит к созданию аварийной ситуации;
  • непредвиденные обстоятельства: неровность дорожного покрытия, препятствие (упавшее дерево, камень) и т.п.

Для остановки автомобиля водитель использует педаль тормоза, приводя в работу его тормозную систему.

Тормозной путь авто – это расстояние, которое преодолевает транспортное средство за период времени с момента срабатывания системы торможения до достижения транспортным средством скорости 0 км/ч.

От чего зависит тормозной путь?

Очевидно, что дистанция торможения будет различной в зависимости от ситуации и ее условий. Так, факторы, влияющие на величину этого пути, делят на две группы:

  1. Факторы, которые зависят от автомобилиста.
  2. Факторы, которые не зависят от автомобилиста.

К условиям, которые не зависят от того, кто управляет автомобилем, относят погоду и состояние дорожного покрытия. Что касается погоды, то логично, что в дождь, снег или гололед времени для остановки машины потребуется больше, чем в сухую погоду.

Дорожное покрытие тоже оказывает влияние на расстояние торможения. Если дорога гладкая без добавления камня, то дистанция, которая будет пройдена транспортным средством при торможении, также будет больше.

На заметку! Если на дорогах есть ямы, то, скорее всего, тормозной путь будет коротким. Это связано с тем, что на таком плохом участке дороге автомобилист просто не будет развивать высокую скорость.

Гораздо больше факторов, которые зависят от водителя (владельца машины):

  • скорость. Логично, чем меньше скорость, тем короче расстояние торможения;
  • состояние и устройство тормозной системы. Важно, чтобы машина, в том числе ее тормоза, работала исправно, чтобы колодки не были изношены, а давление в шинах было достаточным.
  • вид установленных шин. Протектор не должен быть сильно изношен, а тип установленной резины должен соответствовать погодным условиям;
  • загрузка автомобиля. Чем легче транспортное средство, тем проще его остановить. Расстояние торможения нагруженного автомобиля будет более длинным;
  • наличие системы ABS. На сухом асфальте данная система поможет остановить машину быстрее, а вот в гололед она позволит сохранить управление, но дистанция торможения при этом станет длиннее;
  • трезвое состояние водителя. Адекватный водитель быстрее реагирует на быстро меняющуюся ситуацию на дороге, благодаря чему, он быстрее остановит свой транспорт при необходимости;
  • отсутствие отвлекающих факторов во время движения. Зачастую замедленная реакция автомобилиста связана с тем, что он отвлекается и не следит за дорогой. Самый распространенный фактор отвлечения внимания – это мобильный телефон. Из-за замедления реакции того, кто управляет авто, путь торможения увеличивается.

Формула расчета тормозного пути

Иногда необходимо рассчитать величину тормозного пути, например в таких случаях:

  • испытания автомобиля;
  • криминалистическая экспертиза;
  • проверка работы тормозной системы авто после ее доработки.

Для выполнения такого расчета используют следующую формулу:

Sторм = Кэ * V * V / (254 * Фс), где:

Sторм – путь торможения;

Кэ – коэффициент торможения;

V – скорость машины;

Фс – коэффициент сцепления.

Последний коэффициент может быть разным. Так:

  • при сухой дороге он равен 0,7;
  • при мокрой – 0,4;
  • при снеге – 0,2;
  • при гололеде – 0,1.

Что касается коэффициента торможения, то он является постоянной величиной и чаще всего равняется единице.

Приведем пример. Машина движется летом по сухому асфальту со скоростью 80 км/ч. Необходимо рассчитать величину пути торможения.

S = 1 * 80 * 80 / (254 * 0,7) = 36 метров – это и есть расстояние торможения.

Важно знать! Тормозная дистанция авто прямо пропорциональна квадрату его скорости. Таким образом, увеличивая скорость в два раза, например, с 40 км/ч до 80 км/ч, расстояние торможения увеличивается в четыре раза.

Чем отличается тормозной путь от остановочного?

Тормозной и остановочный пути – это разные понятия, которые часто путают или принимают за одно и тоже.

Остановочный путь – это расстояние, которое прошло транспортное средство с момента осознания автомобилистом необходимости в остановки до достижения машиной скорости 0 км/ч.

А тормозной путь – это дистанция, которую прошла машина с момента срабатывания ее тормозов до ее остановки.

Таким образом, остановочное расстояние включает в себя не только дистанцию торможения, но и расстояние, которое прошло транспортное средство, пока автомобилист реагировал на дорожную ситуацию.

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Итак, итоговое значение этого пути включает в себя не только расстояние торможения, но и дистанцию реакции автомобилиста.

Чтобы рассчитать расстояние, которое пройдет авто за время реакции водителя, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Sреакции = V / 10 * 3, где

V – это скорость транспортного средства.

Таким образом, итоговый тормозной путь будет равняться сумме двух значений: пути реакции автомобилиста и пути торможения:

Sитог = Sторм + Sреакции

Возвращаясь к примеру, в котором машина движется летом по сухому асфальту со скоростью 80 км/ч, рассчитаем дистанцию реакции.

Sреакции = 80/10 * 3 = 24 метра

Теперь, когда мы знаем, что дистанция торможения равна 36 метрам, а расстояние реакции – 24 метра, можно рассчитать его итоговое значение:

Sитог = 36 + 24 = 60 метров

Соответственно, полное время остановки – это временной период, за который машина пройдет итоговый тормозной путь. Это время складывается из времени реакции водители и времени, затраченного на тормозную дистанцию.

Формула его расчета следующая:

, где:

– время реакции водителя;

– время срабатывания тормозного привода;

– время нарастания тормозных сил;

– начальная скорость торможения;

– ускорение свободного падения;

– коэффициент продольного сцепления с дорогой колёс автомобиля;

– коэффициент эффективности торможения.

Важно! Общепринятая норма времени реакции автомобилиста равняется одной секунде.

Итак, итоговое остановочное расстояние включает в себя дистанцию реакции водителя и тормозной путь. На каждую из этих величин влияют определенные факторы. Чтобы сократить значение итоговой величины, необходимо соблюдать скоростной режим, следить за исправностью автомобиля, учитывать его загруженность и садиться за руль исключительно в адекватном состоянии.

Тормозной путь и масса — Энциклопедия журнала "За рулем"

У какого автомобиля больше тормозной путь - у груженого под завязку или у пустого?
Больше половины людей ответят, что у груженого.
А на как обстоят дела на самом деле?

Для начала придется окунуться в "школьные годы чудесные", а именно - в физику за 6-й класс. Раздел "Силы трения". Окунаться будем не глубоко, по щиколотку.
Итак, смотрим на картинку. Перед нами - одноглазый Билли Бонс за рулем Фольксвагена. Он что-то увидел на дороге и вовсю тормозит. С точки зрения физики, и Фольксваген, и Билли Бонс - все это вместе называется "тело". На это тело действуют силы. Это сила тяжести, которая прижимает тело к земле mg, сила реакции опоры N, которая ей противодействует. Эти силы в простейшем случае, на горизонтальной поверхности, равны и направлены в разные стороны, а их равнодействующая равна нулю. Кроме них на движущееся тело действует еще одна сила - сила трения Fтр. Сила трения зависит от силы реакции опоры и коэффициента трения, она прямо пропорциональна им. А если точнее, равна просто их произведению: Fтр. = μN.
Но сила реакции опоры равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения g: N = mg.
Подставим значение N в формулу силы трения:
Fтр. = μmg

Поскольку на всей планете Земля ускорения свободного падения одинаковое, то делаем вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения и массы тела, и больше ни от чего.

Если на дело действует какая-то сила, оно начинает ускоряться (напомним, что с точки зрения физики торможение - тоже ускорение, только с обратным знаком). Согласно второму закону Ньютона, это сила равна произведению массы на ускорение: F = ma
Значит, ускорение равно a = F / m.
На наше тело действует единственная сила - сила трения (равнодействующая остальных равна нулю, значит, они не оказывают влияния). Значит,
a = Fтр./m, то есть ускорение (замедление торможения) равно силе трения, деленной на массу Билли Бонса и его Фольксвагена.
Но сила трения равна Fтр. = μmg. Подставим это значение в нашу формулу:
а = μmg/m. Масса, деленная на эту же массу, сокращается. Значит, а = μg
Итак, ускорение (в нашем случае - это интенсивность торможения) зависит только от коэффициента трения! Какая бы ни была масса тела, она у нас сокращается, то есть чем больше масса, тем больше будет и сила трения, причем точно на эту же самую величину.

Вроде бы уже все ясно. Но нам надо решить задачу до конца и вычислить тормозной путь. Это просто. Ускорение а равно скорости V, деленной на время t
a = V / t
Тогда
t = V / a = V / μg

Согласно Закону равноускоренного движения, расстояние S равно:
S = at2 / 2
Тогда
S = μg (V / μg)2 / 2 = (V2 / μg) / 2 = V2 / 2μg

Итак,


Тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента трения, и не зависит от массы автомобиля.

Ну а поскольку ускорение свободного падения - величина постоянная, и равна 9.81 м/с2, то упрощенно можно считать так:
S = V2 / 20μ

Так гласят незыблимые законы физики. Но если заглянуть в характеристики автомобилей, легко обнаружить, что у грузовиков тормозной путь больше, чем у легковушек. Выходит, они нарушают эти самые незыблимые законы? Конечно, нет. Для того, чтобы разобраться в этом, придется выйти далеко за пределы элементарной физики и детально знакомиться со свойствами тормозных систем (в частности, в разнице работы между "легковой" гидравлической и "грузовой" пневматической - а они разные), а также - в работе шины. В частности, в зависимости коэффициента трения шины от ее температуры, и, самое главное, от того, в какой момент начнется плавление резины. Чем раньше шина начнет плавиться - тем больше будет тормозной путь. А раньше начнет плавиться та шина, которая сильнее прижимается к асфальту. То есть - шина грузовика.
Тем не менее, в самом общем случае, когда скорости разумные, тормозной путь конкретного автомобиля не будет зависеть от того, насколько он нагружен. Не верьте тем людям, которые утверждают, что у сильно загруженного автомобиля он больше. Он такой же точно, как у пустого.

Что же касается автомобиля с прицепом, не оборудованным тормозами, то путем нехитрых преобразований мы получим такую формулу ускорения:
а = μg (1 + mпр. / mавт.)
Из чего видно, что сама масса прицепа не имеет значения, а важно только отношение массы прицепа к массе автомобиля: чем оно больше - тем больше ускорение и, стало быть, тормозной путь. Прямо пропорционально отношению масс автомобиля, который тормозит и прицепа, который тормозить не может. S = V2 / 2μg(1 + (mпр. / mавт.))
Видно, что если масса прицепа будет равна половине массы автомобиля, то тормозной путь увеличится наполовину, то есть станет в полтора раза длиннее. А если масса прицепа равна массе автомобиля - то в два раза.

Статья написана по материалам лекций Автошколы МГУ (Университетской автошколы)

неужели тормозной путь не зависит от массы авто?

Друзья, в прошлом выпуске я утверждал, что тормозной путь автомобиля не зависит от его массы. Большинство водителей считают, что зависит, и я объяснил, откуда берется это представление. В этой статья я докажу справедливость своего утверждения, прибегнув к физическим понятиям.

Подчеркну, что речь идет о кратчайшем, экстренном, то есть минимально возможном тормозном пути. То есть о тормозном пути при торможении на грани блокировки колес. В современных машинах при таком торможении срабатывает АБС (антиблокировочная система тормозов), а классические машины либо срываются в «юз», либо остаются на грани «юза», в зависимости от действий водителя.

Сначала докажу это «на пальцах». Утяжеляя машину, мы, с одной стороны, увеличиваем ее инертность и осложняем торможение. С другой стороны, мы сильнее прижимаем шины к дороге, увеличиваем сцепление шин с дорогой и повышаем тормозные возможности машины. Эти два эффекта компенсируют друг друга в равной степени, и, в конечном итоге, масса не влияет на длину тормозного пути.

Что такое «масса»?

Для интерсующихся приведу физико-математическое доказательство и вначале кратко расскажу о понятии «масса». Массы в природе две: инертная и гравитационная. Есть, правда, еще и третий вариант – Фелипе Масса, пилот Формулы 1, уже который год выступающий за Ferrari, но сейчас не об этом :)

Инертная масса

Инертная масса mи – масса, которая «отвечает» за сопротивление движению тела. Чем тяжелее тело, тем сложнее привести в его движение или остановить, если оно движется.

В механике об этом говорит 2-й закон Ньютона:

a = F/mи

то есть ускорение (замедление) тела пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально инертной массе тела. Или в более привычной формулировке этот закон выглядит как

F = mи a

Инертная масса осложняет торможение

Это как раз то, о чем думает большинство водителей: чем тяжелее машина, тем сложнее ее остановить (а также и разогнать) и, якобы, тем длиннее тормозной путь. Остановить машину действительно сложнее, не спорю, но тормозной путь есть возможность сохранить — для этого нужно лишь затратить больше энергии. В этом нам поможет второе понятие массы.

Гравитационная масса

Гравитационная масса mг – масса, которая «отвечает» за взаимное притяжение тел, в частности, за притяжение тел к Земле. Чем тяжелее тело, тем больше сила тяготения и тем сильнее тело давит на опору (пол, дорогу и т.д.).

А об этом в механике говорит закон всемирного тяготения Ньютона:

F = G mг1 mг2/r2

Или, по-русски, сила притяжения двух тел пропорциональна массам (гравитационным) этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Эта формула упрощается для тела в поле тяготения Земли:

F = mг g

где mг – гравитационная масса тела, а g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2

Гравитационная масса помогает торможению

Применительно к разговору о тормозном пути это означает, что чем тяжелее машина, тем сильнее она давит на колеса, тем лучше прижимает их к дороге и тем лучше сцепление шин с дорогой. Ведь, согласно закону Кулона, сила сила трения покоя (в нашем случае — сила сцепления шин с дорогой, она же – «держак» на гоночном жаргоне) пропорциональна весу тела N:

Fтр = k N = k mг g

где mг – гравитационная масса машины, k – коэффициент сцепления шин с дорогой, g – ускорение свободного падения.

Тогда, чем больше масса автомобиля, тем выше сила сцепления шин с дорогой и тем сложнее тормозам заблокировать колеса и пустить машину в «юз» (ну или включить АБС, если она есть).

Одна масса мешает, другая — помогает. Что победит?

В итоге, инертная масса увеличивает инерцию машины, а гравитационная масса улучшает сцепление шин с дорогой и тормозной потенциал машины. Одно удлиняет тормозной путь, а другое пытается укоротить его. Что же победит?

Нам поможет Закон сохранения энергии

На языке физики процесс торможения выглядит как закон сохранения энергии:

mи v2/2 = Fтр s

т.е. кинетическая энергия машины с инертной массой mи и скоростью v при торможении переходит в тепло за счет работы силы трения Fтр, которая затрачивается на замедление машины на участке пути длиной s (собственно, тормозной путь).

Машина тормозит не тормозами, а шинами

Как я уже писал выше, сила трения Fтр равна kmг g – произведение коэффициента трения k, гравитационной массы mг и ускорения свободного падения g. И сразу вопрос: о какой силе трения идет речь? О силе трения колодок о тормозной диск? Или о силе трения шины о дорогу, о «держаке»? Вообще, первопричина торможения – сила трения колодок о диски. Но она не может превышать силу трения между шиной и дорогой: в этом случае шины начинают скользить, и, либо включается АБС, либо машина идет в «юз». После чего любое усиление нажатия на тормоз не дает выигрыша в торможении, и машина продолжает тормозить за счет трения шин о дорогу. Поэтому для случая экстренного торможения нужно считать, что сила трения колодок о диски равна силе сцепления шин с дорогой. И тогда k — коэффициент сцепления шин с дорогой, если шины на грани скольжения, или это коэффициент скольжения шин о дорогу, если колеса заблокированы, и машина тормозит юзом.

Тогда подставим значения силы сцепления Fтр = k mг g в закон сохранения энергии:

mи v2/2 = k mг g S

Инертная и гравитационная массы противодействуют друг другу в равной степени

А теперь ключевой момент! Еще Ньютон доказал, а Эйнштейн в свое время постулировал, что инертная и гравитационные массы равны! На сегодняшний день это проверено многократными экспериментами с высокой степенью точности. Эти массы имеют абсолютно разный физический смысл, но в килограммах это всегда одно и то же!

И тогда заменяем инертную и гравитационную массы на «просто массу»:

m v2/2 = k m g S

Теперь массы можно успешно сократить, и останется:

v2/2 = k g S

Отсюда получаем тормозной путь, не зависящий от массы:

S = v2/(2 k g)

где v – скорость движения машины до начала торможения, k – коэффициент сцепления шин с дорогой, g – ускорение свободного падения.

Еще раз смысл: с одной стороны, масса увеличивает инертность машины и создает препятствие тормозам. С другой стороны, масса увеличивает сцепление шин с дорогой и помогает тормозам. Эти два эффекта компенсируют друг друга в равной степени, и, в конечном итоге, масса не влияет на длину тормозного пути.

Скорость зависит только от водителя, g – постоянна, а коэффициент сцепления k зависит от состава резины протектора шины и от качества дорожного покрытия. Выходит, тормозной путь зависит от скорости, качества шины и качества дороги. При этом под качеством шины понимается именно состав резины. А от ширины профиля шины и площади пятна контакта сила сцепления шины с дорогой не зависит, как и не зависит тормозной путь.

Тормоза важны

Поговорим о тормозах. Размеры тормозных дисков, материалы колодок и прочее устройство тормозных механизмов важны для машины, но не могут влиять на тормозной путь напрямую, поскольку он ограничивается сцеплением шин с дорогой. Но хочу отменить следующее. Каждые тормозные механизмы расчитаны на погашение определенной кинетическиой энергии, которая пропорциональна массе и квадрату скорости. Обычно запас тормозов расчитывают так, чтобы даже Форд Фокус остановился с мешком картошки в багажнике со 100 км/ч за те же 40 метров, что и без мешка. Но вот ежели вы в машину загрузите лишних 500 кило, будьте готовы к тому, что ваши тормозные механизмы, рассчитанные под меньшую массу, перегреются и не справятся с задачей, и проедете вы куда больше прежних 40 метров.

Или еще пример. Можно взять Жигули со штатными тормозными дисками и колодками и поставить на нее гоночные слики. А что, на Формулах 1 как раз шины 13-дюймового диаметра, аккурат подойдут :) Конечно, придется серьезно переделать саму машину, но это сейчас не столь важно. Так вот, слики имеют почти вдвое больший коэффициент сцепления с дорогой, а значит для торможения юзом на тормоза Жигулей ляжет нагрузка вдвое больше обычной. И вариантов развития событий тоже два: либо тормоза перегреются с первой же попытки, либо вовсе не смогут довести колеса до грани блокировки… И то, и другое означает для нас увеличение тормозного пути (по сравнению с тормозным путем на этих же сликах и гоночными тормозами) даже для пустой машины. А если ее еще и догрузить как следует, то ситуация еще более усугубится, и тормозной путь таких Жигулей еще как будет зависеть от массы авто.

Таким образом, мы можем говорить о независимости тормозного пути от массы машины, если она соответствует общепринятым нормам безопасности: на машине с загрузкой, не превышающей допустимую производителем, штатные тормоза должны быть способны заблокировать колеса (или включить АБС) на штатных шинах.

Однако главное при торможении — шины

Выходит, и Жигули, и Ferrari затормозят с примерно одинаковым тормозным путем, если тормоза у всех исправны, а на колеса установлены одни и те же шины. Возможна разница за счет разного времени срабатывания тормозной системы, а также за счет разных алгоритмов торможения водителя и АБС. Но эта разница будет куда меньше по сравнению с тем, когда одни и те же Жигули (или Ferrari) будут тормозить сначала на Michelin, а потом на отечественной Каме. Так что главное при торможении — шины!

Выше я уже написал, что в случае торможения на грани скольжения шин под k понимается коэффициент сцепления, а в случае торможения юзом при заблокированных колесах k — коэффициент скольжения шин по дороге. Известно, что трение скольжения всегда меньше трения покоя (сцепления), примерно на 10-15%. Соответственно, машина, тормозящая юзом, как правило, проходит на 10-15% больший путь до полной остановки по сравнению с машиной, тормозящей на грани скольжения. АБС не допускает блокировки колес, поэтому машины с АБС при нажатии тормоза «в пол» тормозят всегда на грани скольжения. А машины без АБС при торможении «в пол» сразу же уходят в юз. Хотя, при должном навыке водитель и без АБС может правильно дозировать усилие на педали и тормозить на грани скольжения. Например, машины в Формуле 1 не оснащены АБС, и пилоты тормозят на грани скольжения, а уход в юз считается ошибкой. Из написанного следует, что при одних и тех же шинах машина с АБС будет тормозить короче, чем машина без АБС юзом, но это справедливо только для гладких и твердых дорог. На рыхлых и неровных покрытиях машины с АБС проигрывают в тормозном пути машинам без АБС.

Кстати, не стоит сравнивать тормозные пути седана и фуры. Это не всегда корректно, поскольку там могут быть конструктивно разные тормоза (у грузовиков даже бывает не гидравлическая, а пневматическая тормозная система с огромной задержкой в срабатывании) и разного качества шины. Лучше всего сравнивать «яблоки с яблоками», то есть одну и ту же машину с разной степенью загрузки. Подробнее об этом читайте в ответе на вопрос гостя нашего сайта о влиянии тормозов.

Легковушка и фура тормозят одинаково

Однако, если время срабатывания тормозов у легковушки и фуры одинаково, и стоят схожие по составу шины, то тормозной путь отличаться не должен. Вот видео, которое подтверждает это (правда, я не понимаю по-немецки, но по смыслу именно то :)):

http://www.myvideo.de/watch/7778214/Bremstest_PKW_LKW_VW_T4_gg_Mercedes_Actros

В заключение скажу, что тормозной путь зависит от веса машины (не будем путать вес и массу), а также от массы прицепа без тормозов, от положения руля. Обо всем этом я расскажу в будущих выпусках.

Как это поможет на практике?

А пока — практический смысл этой статьи.

Используйте качественные шины

Помните, машина тормозит не тормозами, а шинами. Если у вас стоят изношенные или дешевые или просто не соответствующие сезону шины, ваш автомобиль тормозит плохо, и хорошие тормоза ему не помогут. Если вы хотите повысить безопасность и улучшить тормозную динамику машины, не нужно делать тюнинг тормозов и ставить дорогущие тормозные диски, колодки и т.п. Поставьте дорогие качественные шины, и тогда ваша жизнь за рулем будет в большей безопасности.

Тюнинг машины требует профессионального подхода

Если же вы решите «обуть» машину в суперцепкие шины — для гонок ли, или для собственной безопасности, имейте в виду, что это уже вмешательство в конструкцию автомобиля, тюнинг. Одними шинами не обойтись — они потребуют для себя мощных тормозов, а подобрать их и грамотно установить — дело крайне важное и непростое. Так что подходите к тюнингу машины серьезно и пользуйтесь услугами профессионалов, ведь такие вещи не терпят самодеятельности.

Маленькая легкая машина не дает преимуществ при торможении

Выбирая машину при покупке не думайте, что маленький городской автомобильчик будет более безопасный по сравнению с минивэном и тем более фурой лишь потому, что легче и, якобы, лучше тормозит. Не лучше он тормозит, а если и лучше, то масса тут ни при чем. Будьте бдительны, если управляете маленьким авто. Особенно, когда едете сзади фуры: не приближайтесь к ней и не думайте, что в случае чего она будет останавливаться долго, а вы то уж точно успеете остановиться… Сохраняйте безопасную дистанцию, независимо от разницы в массах машин.

Сохраняйте самообладание, управляя загруженной машиной

Если вам предстоит путь на машине с пассажирами и полным багажником, будьте бдительны, но не теряйте самообладание при торможении. Да, вам покажется, что торможение стало хуже. Но это лишь потому, что вы привыкли к другому усилию на педали тормоза.Нажимайте на тормоз сильнее обычного, и машина затормозит так, как вам нужно. Но и после разгрузки автомобиля не теряйте голову :) — ведь машина станет более чутко отзываться на нажатие педали тормоза, но это иллюзия: тормозной путь не станет короче!

Не перегружайте машину

У каждой машины есть свое предназначение для использования и своя допустимая нагрузка. Если ее превысить, то шины и тормоза могут перегреться, а то и вовсе испортиться. В любом случае, они не справятся с задачей торможения. Тормозной путь заметно увеличится, и это, как вы понимаете, может привести к ДТП.

Учитесь правильно тормозить

Казалось бы, что тут сложного? Но наш тренерский опыт говорит, что многим водителям не хватает плавности и знаний многих тонкостей в повседневном торможении и, наоборот, маловато резкости в экстренном торможении. В общих чертах я написал об этом в статье «Как правильно тормозить?», а если вас интересует практика, то экстренное торможение вы можете отработать на курсе «Зимняя контраварийная подготовка», а постичь все премудрости грамотного торможения на каждый день — на «курсе МВА для водителя: Мастерство Вождения Автомобиля».

Тормозной путь, путь реакции и тормозной путь

Расстояние реакции

Расстояние реакции - это расстояние, которое вы пройдете от точки обнаружения опасности до момента начала торможения или поворота.

На дистанцию ​​реакции влияет

  • Скорость автомобиля (пропорциональное увеличение):
    • В 2 раза большая скорость = в 2 раза большее расстояние реакции.
    • В 5 раз больше скорости = в 5 раз больше расстояние реакции.
  • Время вашей реакции.
    • Обычно 0,5–2 секунды.
    • Лучшее время реакции в пробках у людей в возрасте 45–54 лет.
    • У молодых людей в возрасте 18–24 лет и старше 60 лет одинаковое время реакции на пробки. У молодых людей более острые чувства, но у пожилых людей больше опыта.

Дальность реакции может быть уменьшена на

  • Предвидение опасностей.
  • Готовность.

Дальность реакции может быть увеличена на

Простой метод: вычислить расстояние реакции

Формула: Удалите последнюю цифру скорости, умножьте на время реакции, а затем на 3.

Пример расчета при скорости 50 км / ч и времени реакции 1 секунда:

50 км / ч ⇒ 5
5 * 1 * 3 = 15 метров расстояние реакции

Более точный метод: вычислить расстояние реакции

Формула: d = (s * r) / 3,6

d = расстояние реакции в метрах (рассчитывается).
с = скорость в км / ч.
r = время реакции в секундах.
3,6 = фиксированное значение для преобразования км / ч в м / с.

Пример расчета при скорости 50 км / ч и времени реакции 1 секунда:

(50 * 1) / 3,6 = 13,9 метра расстояние реакции

Тормозной путь

Тормозной путь - это расстояние, которое проходит автомобиль от момента начала торможения до остановки.

На тормозной путь влияет

  • Скорость автомобиля (квадратичное увеличение; «в степени 2»):
    • Увеличение скорости в 2 раза = увеличение тормозного пути в 4 раза.
    • В 3 раза больше скорости = в 9 раз больше тормозной путь.
  • Дорога (уклон и условия).
  • Нагрузка.
  • Тормоза (состояние, тормозная техника и количество тормозных колес).

Рассчитать тормозной путь

Очень сложно добиться надежных расчетов тормозного пути, поскольку дорожные условия и сцепление шин могут сильно различаться. Тормозной путь может быть, например, в 10 раз больше, если на дороге лед.

Простой метод: вычисление тормозного пути

Условия: Хорошие и сухие дорожные условия, хорошие шины и хорошие тормоза.

Формула: Удалите ноль из скорости, умножьте это число на себя, а затем умножьте на 0,4.

Цифра 0,4 взята из того факта, что тормозной путь на скорости 10 км / ч в условиях сухой дороги составляет примерно 0,4 метра. Это было вычислено с помощью исследователей, измеряющих тормозной путь.Таким образом, в упрощенной формуле мы основываем наши расчеты на тормозном пути при 10 км / ч и увеличиваем его квадратично с увеличением скорости.

Пример расчета при скорости 10 км / ч:

10 км / ч ⇒ 1
1 * 1 = 1
1 * 0,4 = 0,4 метра тормозной путь

Пример расчета при скорости 50 км / ч:

50 км / ч ⇒ 5
5 * 5 = 25
25 * 0,4 = тормозной путь 10 метров

Более точный метод: вычисление тормозного пути

Состояние: Хорошая резина и хорошие тормоза.

Формула: d = s 2 / (250 * f)

d = тормозной путь в метрах (подлежит расчету).
с = скорость в км / ч.
250 = фиксированная цифра, которая используется всегда.
f = коэффициент трения, прибл. 0,8 на сухом асфальте и 0,1 на льду.

Пример расчета при скорости 50 км / ч по сухому асфальту:

50 2 / (250 * 0,8) = 12,5 метров тормозной путь

Тормозной путь

Тормозной путь = путь реакции + тормозной путь

Рассчитайте тормозной путь с помощью этих простых методов

Лето, дорога сухая.Вы едете со скоростью 90 км / ч на машине с хорошими шинами и тормозами. Вы внезапно замечаете опасность на дороге и резко тормозите. Какова длина тормозного пути, если время вашей реакции составляет 1 секунду?

Тормозной путь - это расстояние реакции + тормозной путь . Сначала рассчитываем расстояние реакции:

  • 90 км / ч ⇒ 9
  • .
  • 9 * 1 * 3 = 27 метров расстояние реакции

Затем рассчитываем тормозной путь:

  • 90 км / ч ⇒ 9
  • .
  • 9 * 9 = 81
  • 81 * 0.4 = 32 метра тормозной путь

Теперь оба расстояния объединены:

  • 27 + 32 = тормозной путь в метрах

Важное пояснение по расчетам

Различные методы дают разные ответы. Что мне использовать?
- Используйте то, что хотите. Различия настолько малы, что они не повлияют на ваш теоретический тест, так как разница между альтернативами довольно велика.

Итак, если есть альтернативы 10, 20, 40, 60, не имеет значения, получите ли вы 10 метров одним методом и 12.5 метров с другим - оба, очевидно, наиболее близки к 10, что, таким образом, является правильным ответом.

Последнее обновление 13.06.2019.

.

Физика, стоящая за остановкой автомобиля

Тормозной путь

Вопрос: если автомобилю, движущемуся на скорости 20 миль в час (миль в час), требуется 20 футов для остановки, какое расстояние требуется для скорости 40 миль в час?

  1. 10 футов.
  2. 20 футов.
  3. 40 футов.
  4. 80 футов.

Ответ, который удивляет почти всех: (d) 80 футов (на сухом, ровном асфальте и пренебрегая дистанцией реакции водителя).2 \ end {уравнение} Куда:

  • $ E_k $ = кинетическая энергия, джоули
  • $ m $ = Масса, килограммы
  • $ v $ = Скорость, м / сек

Оказывается, тормозной путь автомобиля пропорционален его кинетической энергии. Энергия рассеивается в виде тепла в тормозах, шинах и на дорожном покрытии - для большего количества энергии требуется больший тормозной путь. Это объясняет, почему тормозной путь увеличивается как квадрат скорости автомобиля .2} {b} \ end {уравнение} Куда:

  • $ d $ = Общий тормозной путь (реакция + торможение), метров.
  • $ v $ = Скорость автомобиля, км / час.
  • $ r $ = Время реакции водителя, секунды.
  • $ b $ = коэффициент коэффициента торможения.
Примечания:
  • Левая часть уравнения ($ r v \ frac {10} {36} $) преобразует время реакции водителя в расстояние, пройденное за это время.2} {b} $) вычисляет тормозной путь, применяя коэффициент коэффициента торможения ($ b $) к квадрату скорости автомобиля. Предполагая, что покрытие сухое и ровное, типичное значение для $ b $ будет 170, но это эмпирический фактор - он получен из полевых измерений.
  • Это уравнение можно переписать для неметрических единиц измерения, но проще и надежнее преобразовать его аргументы и результаты в / из метрических единиц:
    • Чтобы преобразовать входные скорости из миль в час (MPH) в KPH, умножьте на 1.2} {b} $).

    Таблицы тормозного пути

    Вот таблицы типичных значений, полученные с использованием приведенного выше уравнения, которые полностью согласуются с данными, опубликованными организациями общественной безопасности.

    • Метрические единицы: (KPH, метры):

    • Британские единицы (миль в час, футы):

    В этих таблицах предполагается сухое ровное покрытие и время реакции водителя 1.5 секунд. Оказывается, что в широких пределах и из-за физики трения в шинах размер шин и их нагрузка (исходя из массы автомобиля) существенно не меняют результат для большинства автомобилей (подробности ниже в разделе «Распространенные заблуждения» ), поэтому приведенные выше таблицы предоставляют достаточно точные прогнозы тормозного пути, но приведенное ранее уравнение является более гибким и полезным, чем эти таблицы.

    Калькулятор

    Этот калькулятор предоставляет результаты для введенных пользователем значений скорости, времени реакции водителя и коэффициентов торможения.Выберите единицы ввода и вывода и введите значения в этих единицах.

    Распространенные заблуждения

    Масса автомобиля

    Для фиксированного размера шин и в разумных пределах увеличение массы автомобиля не должно увеличивать его тормозной путь. Причина в том, что шины более тяжелого транспортного средства прилагают большее усилие к дороге - эффективность торможения является результатом сочетания площади поверхности и силы.Повышенная инерция более тяжелого транспортного средства уравновешивается его увеличенной поверхностной силой.

    Площадь поверхности шины

    На первый взгляд, можно подумать, что увеличение размера и площади поверхности контакта шины с дорогой должно улучшить ее тормозные характеристики - в конце концов, больше резины контактирует с дорогой. Но, как выясняется, для данной массы транспортного средства каждый квадратный метр поверхности большей шины давит на дорогу с меньшей силой, и (как объяснялось выше) эффективность торможения является результатом комбинации площади поверхности и силы.Вот почему мы не видим гигантских шин на автомобилях заботящихся о безопасности водителей - это просто не работает.

    Если двигаться в обратном направлении, если мы сделаем шины слишком маленькими, энергия торможения расплавит их поверхности, снизив их эффективность. Кроме того, небольшие шины имеют тенденцию к более быстрому износу при нормальной эксплуатации, поэтому существует более низкий практический предел размера шин.

    Тормозной путь грузовика

    Операторы больших грузовиков часто заявляют, что у большого грузовика должен быть больший тормозной путь, потому что для остановки большей массы требуется большее расстояние.Это ложь, и я собираюсь доказать это ниже. Прочитав доказательства, вы поймете, что аргумент о большом тормозном расстоянии не имеет смысла. Поехали:

    Представьте себе внедорожник (внедорожник), который весит четыре тонны и имеет четыре шины. Его тормозной путь можно точно спрогнозировать с помощью уравнения тормозного пути, приведенного ранее.

    Сравните внедорожник с большим грузовиком, который весит 20 тонн и имеет 20 шин.Может ли этот большой тяжелый грузовик - в пять раз массивнее внедорожника - остановиться на таком же расстоянии? Да так и должно быть - читайте дальше.

    А теперь представьте, что пять четырехтонных внедорожников едут близко друг к другу, почти касаясь друг друга. Если все они задействуют тормоза одновременно, каждый внедорожник остановится на том же расстоянии, что и при разделении .

    Теперь представьте, что пять внедорожников соединены между собой металлическими стержнями, так что они становятся одним транспортным средством - транспортным средством, которое весит 20 тонн и имеет 20 шин.Что изменилось? Каждый водитель применяет свои тормоза одинаково, поэтому соединенная группа внедорожников останавливается на том же расстоянии, что и отдельные внедорожники, когда они разделены.

    Благодаря подключению пять отдельных четырехтонных внедорожников стали автомобилем, который весит 20 тонн, имеет 20 шин и остановок на том же расстоянии, что и один внедорожник .

    Q.E.D. *

    Это правда, что в сегодняшней реальности большие грузовики требуют большего тормозного пути, чем маленькие автомобили, но причина в экономике, а не в физике.В принципе, большие грузовики можно было бы спроектировать так, чтобы они останавливались на том же расстоянии, что и маленькие автомобили, если бы мы хотели заплатить за инженерные усовершенствования.

    Заключение

    Вот основные выводы из этой статьи:

    • Тормозной путь автомобиля увеличивается пропорционально квадрату его скорости (без учета времени реакции). В два раза быстрее, в четыре раза больше тормозного пути.
    • Тяжелые автомобили с соответствующими тормозами должны останавливаться на том же расстоянии, что и легковые автомобили , потому что у тяжелых транспортных средств либо больше шин, либо они давят на дорогу с большей силой.

    Обычно незнание физики и математики только неудобно, но в случае проблем с остановкой автомобиля это может убить.

    Отзыв о считывателе

    Остановочные расстояния для грузовиков Спасибо за ваше объяснение характеристик торможения автомобиля.Читать было интересно. Однако хочу опровергнуть ваше утверждение, что «большие грузовики» останавливаются на одном расстоянии с внедорожником. Я с нетерпением жду опровержения, которое понимает и признает лежащую в основе физику. Ваше сравнение: (Сравните внедорожник с большим грузовиком, который весит 20 тонн и имеет 20 шин. Может ли этот большой тяжелый грузовик - в пять раз массивнее внедорожника - остановиться на том же расстоянии? Да, это должно быть так - читайте дальше .)

    Грузовик для коммерческих перевозок в США (также известный как тягач с прицепом) - это транспортное средство с комбинированной максимальной полной массой 80 000 фунтов.Обычно они загружены до 50 000 - 70 000 фунтов полной массы. Существуют специальные разрешения, которые могут быть получены для превышения этого веса с неизмененным оборудованием. Грузовик и прицеп могут сильно отличаться по весу. Тормозные системы обычно настраиваются на максимальную эффективность при среднем значении. Кроме того, в вашем утверждении вы указываете, что у коммерческого грузовика 20 шин на земле. Фактически, у большинства их всего 18.

    Да, и каждая из этих 18 шин давит на тротуар с пропорционально большей силой, чем одна с 20 шинами, поэтому, если у грузовика есть соответствующие тормоза, тормозной путь будет таким же.Если грузовик загружен легким или пустым, грузовик будет легче терять сцепление с дорогой и вызывать остановку на увеличенном расстоянии. Подождите ... так вы говорите, что если грузовик слегка загружен, ему потребуется больше тормозного пути, а не меньше? Наверняка вы видите противоречие в своем аргументе - что, если грузовик сильно загружен, для остановки требуется большее расстояние, но если он загружен слабо, для остановки также требуется большее расстояние? Если грузовик загружен тяжелее, чем установленный уровень, для рассеивания большей энергии потребуется больше времени.Нет, большая кинетическая энергия рассеивается на том же расстоянии, потому что давление шины на асфальт пропорционально больше - больше тепла выделяется на пути грузовика, но тормозной путь остается прежним. Все проявляется в физике: если тормозная система спроектирована должным образом и шины не плавятся при высоких нагрузках, тормозной путь на сухом ровном покрытии будет таким же. В своей статье я подчеркиваю это с некоторым количеством N внедорожников, но если вы предпочитаете, я могу добавить внедорожники, чтобы они равнялись массе любого вообразимого грузовика с любым количеством колес.

    Вывод: если вы увеличите массу автомобиля с тем же количеством шин, каждая шина будет давить на дорогу с большей силой, поэтому тормозной путь останется прежним. Если вы уменьшите массу автомобиля, шины будут давить с меньшей силой, поэтому тормозной путь останется прежним. Чтобы узнать о физических и математических основах, см. Мой список литературы внизу этого сообщения.

    Итак, сравнение автомобилей - это не яблоки с яблоками. Если бы вы поняли ключевые моменты в моей статье, вы бы поняли, что для правильно спроектированных тормозов, шин соответствующего размера и одинаковой поверхности для всех транспортных средств требуется одинаковый тормозной путь.По сути, ваши 5 внедорожников будут буксировать один лишний внедорожник без пары колес и пытаться остановиться на том же расстоянии. Подумайте о том, что вы говорите. Если я удвою количество внедорожников в моем примере, тормозной путь останется прежним. Если вместо этого я загружаю каждый внедорожник большей массой, их шины давят на асфальт с большей силой, поэтому они останавливаются на том же расстоянии.

    Ссылка: Зависит ли тормозной путь автомобиля от веса автомобиля? (ResearchGate)

    Цитата: «Приведенное выше уравнение показывает, что тормозной путь не зависит от массы транспортного средства.«

    Ссылка: остановочный путь для авто (HyperPhysics)

    Цитата:« Обратите внимание, что это [уравнение] подразумевает тормозной путь, не зависящий от массы автомобиля ».

    И так далее, для сотен ссылок. Конечно, вы не думаете Я придумал это, не так ли? Это было бы невероятно безответственно, и меня могли бы привлечь к ответственности за последствия.

    Надеюсь, это поможет, и спасибо за письмо.

    Остановочный путь транспортного средства в условиях дорожного движения

    Спасибо за столь четкое объяснение тормозного пути.Это обязательно проинформирует о моем письме.

    Известны ли общие дополнительные факторы, которые могут быть включены в случае дождя или снега во время вождения? Конечно, существует большое количество переменных, которые не могут быть легко сведены в таблицу вне условий тестирования. Я пытаюсь выяснить, можно ли предложить общую максиму, касающуюся остановки в определенных условиях.

    Пример. Если обычному автомобилю на чистом, ровном и сухом асфальте требуется около 200 футов, чтобы остановить его с использованием средней тормозной мощности, можно ли сделать вывод, который обычно описывает тормозной путь для других условий, таких как «Из-за переменных XYZ, движение по влажных условиях требует 1.В 8 раз больше тормозного пути, чем на сухом?

    Надежно этого сделать нельзя. Рассмотрим переменные:

    • Пресловутая комбинация гравийной поверхности и антиблокировочной системы тормозов, последняя из которых будет скользить по гравию и почти не прикладывать тормозное усилие, ошибочно рассчитывая, что сцепление было потеряно. Чтобы поверить в эту комбинацию факторов, необходимо испытать ее на собственном опыте.
    • Дожди первого сезона, выпавшие на тротуар, покрытые за весь сезон скоплением нефти из-за прошлых пробок.
    • Новый снег поверх слоя старого снега. Когда это происходит на крутых склонах, это приводит к сходу лавин. Когда это происходит на дорогах, это приводит к ложному чувству безопасности, потому что верхний слой снега выглядит свежим и податливым, но под ним скрывается гладкая поверхность.
    • Черный лед, очень опасен и часто появляется, когда температура воздуха намного выше нуля, потому что тротуар излучает тепло прямо в космос, не обращая внимания на температуру окружающего воздуха (в физике излучение намного эффективнее конвекции).
    • Неровные поверхности с пятнами воды и эффектами аквапланирования.

    Нет, эти и другие условия означают, что нельзя с уверенностью сказать, какой тормозной путь будет на поверхности, отличной от сухой и ровной.

    Тормозной путь на склоне Благодарим за информацию по механике тормозного пути для среднего автомобиля на «ровном», сухом покрытии, шин среднего состояния и т. Д.Но ... как изменится математика / физика, если поверхность не ровная, но имеет уклон? Допустим, 10%. Масса автомобиля не изменилась. А как насчет сил трения? Во-первых, для уклона s , выраженного в процентах, угол в градусах равен tan -1 ( s /100), поэтому для уклона 10% это 5,71 градуса - назовите это θ.

    Вертикальная составляющая массы (которая воздействует на шины и поверхность дороги) составляет в среднем м cos (θ) ( м = масса транспортного средства), поэтому для случая уклона 10% эффективная масса трения равна 99.5% от уровня масс. Но инерционная масса транспортного средства (работающая на предотвращение изменения скорости) остается прежней. Поэтому у нас уже есть фактор в вертикальном измерении, который работает против эффективной остановки.

    К этому добавляется эффект наклона. Сила, пропорциональная м sin (θ), добавляется к силам, действующим на транспортное средство и его шины, или вычитается из них. Для 5,71 градуса это примерно равно 0,1 м . Таким образом, при движении под уклон эффективный тормозной путь только за счет этого фактора увеличивается на 10%.Подчеркну, что этот фактор не может быть оценен независимо от предшествующего фактора («вертикальной составляющей»), который снижает эффективную тормозную массу транспортного средства, но без изменения его инерционной массы.

    Более формально, для промежуточных углов от нуля до 90 градусов математика становится очень сложной, потому что она также зависит от поведения подвески автомобиля и его центра масс. Приведенные выше уравнения применимы только - и только приблизительно - для углов, близких к нулю.

    Все вышеперечисленное становится практически неосуществимым, если мы попытаемся вычислить конкретное воздействие на четыре отдельные шины для транспортного средства с высоким центром масс (шины, расположенные ближе к центру масс, получают большую нагрузку, а те, которые находятся дальше от центра масс, - Меньше).

    В крайнем случае, если транспортное средство находится в свободном падении (в вакууме), нет никаких вымышленных сил, поэтому в этот момент они полностью удаляются из уравнения, верно? Да.В этот момент это классический падающий объект по баллистической траектории, без тормозной силы. Интересно, что в среде с меньшим гравитационным ускорением, такой как Луна, массы легче поднимать против силы тяжести, но они имеют ту же инерцию, поэтому для того, чтобы заставить объект двигаться (с применением ускорения) по ровной поверхности без трения, требуется такое же количество силы. как на земле. Астронавтам «Аполлона» было на удивление трудно приспособиться к гораздо меньшей гравитационной массе, но такой же инертной массе - некоторые просто падали.Так как же изменится физика при наклоне 10%? Как указано выше. Таким образом, простого ответа нет. После вычисления вышеуказанного тестового примера я не стал бы думать об этом окончательно. Представьте себе тяжелый автомобиль или автомобиль, который наклоняется в сторону, а также поднимается или спускается с горы - это помешает какой-либо реалистичной предварительной оценке тормозного пути. Тормозной путь без тормозов На скорости 300 миль в час, сколько времени нужно, чтобы остановиться без тормозов? Я подумываю построить полосу сопротивления на 1/4 мили, которая сможет безопасно справиться с любой скоростью, поэтому я пытаюсь без тормозов вычислить расстояние, которое нужно будет остановить на скорости 300 миль в час.Без тормозов? Вы упустили важную информацию. Если я предполагаю идеальный автомобиль, нейтральную передачу, идеальные подшипники и гоночную трассу на Луне (или где-нибудь еще без сопротивления воздуха), машина никогда не остановится . Это , никогда не , jamais, noch nie, numquam . Это будет продолжаться вечно.

    Вы должны понимать, что движущийся автомобиль обладает кинетической энергией, и для того, чтобы автомобиль замедлился, эта энергия должна быть преобразована в другую форму.Сопротивление ветра - это один источник рассеивания энергии, тормоза - другой. Добавьте несовершенные подшипники, сопротивление качению шин и многое другое.

    Но, не зная, будет ли рассеиваться энергия движения автомобиля и где, нельзя дать никаких оценок. Первый закон Ньютона без потерь энергии гласит: «Объект будет оставаться в покое или в равномерном движении по прямой линии, если на него не действует внешняя сила».

    Большое спасибо. Пожалуйста.
    .

    остановочных расстояний

    Транспортные средства не могут просто «остановиться» - они большие и тяжелые, и если кто-то встанет перед ними, у водителя может не быть шансов вовремя остановиться.

    Тормозной путь зависит от скорости автомобиля. Щелкните на изображении выше, чтобы увидеть его в увеличенном виде.

    Именно поэтому у нас есть ограничения скорости - чем больше вероятность того, что водитель остановится, тем ниже ограничение скорости.Дорога с домами обычно имеет ограничение 30 миль в час, но автострада имеет ограничение в 70 миль в час, потому что никто не должен пытаться пересечь его.

    Тормозной путь разделен на две части:

    • за время, необходимое водителю для того, чтобы поставить ногу на тормоз и прижать ее к полу (когда) машина едет и
    • за время, необходимое для остановки автомобиля после начала торможения, автомобиль преодолевает тормозной путь .

    Что может увеличить тормозной путь?

    На тормозной путь влияет:

    • Автомобиль (изношены тормоза, лишний вес, лысая резина и т.д)
    • Дорога (плохое покрытие, разлитое масло и т. Д.)
    • Погода (мокрая, ледяная - все, что снижает трение)

    Водительский.

    На время вашей реакции могут повлиять:

    • отвлекает в машине,
    • отвлекающие факторы вне автомобиля (не только отвлекающие факторы - солнечный свет, отраженный в глаза, может повлиять на временной интервал между началом торможения и реакцией водителя на него),
    • спирт,
    • лекарства,
    • возраст - ваши мыслительные процессы замедляются по мере приближения к старости.

    Тормозной путь - это область под графиком графика скорость / время, показывающая замедление транспортного средства в зависимости от времени . Если вы удвоите скорость, с которой вы нажимаете тормоза, вы удвоите время, необходимое для остановки ... но расстояние, которое вы пройдете за это время, увеличится в четыре раза!

    Таким образом, чем быстрее движется транспортное средство, тем больше фактический тормозной путь по сравнению с расстоянием мысли, равным квадрату фактора, увеличившего скорость - это отношение в квадрате между скоростью и расстоянием..

    Дистанция мышления - это время, за которое транспортное средство движется за время реакции. - время, необходимое для осознания того, что вы должны остановиться! Скажем, время реакции (время между осознанием того, что вам нужно остановиться, и фактическим нажатием на тормоз) составляет 0,5 с.

    • На скорости 20 м / с (около 44 миль в час) автомобиль проедет около шести метров, прежде чем будут задействованы тормоза.
    • При 40 м / с это было бы вдвое больше ... расстояние мышления прямо пропорционально скорости .

    Тормозной путь - это сумма двух факторов. График выше показывает это.

    Обратите внимание, как важность тормозного пути увеличивается с увеличением скорости. Если вы путешествуете очень быстро, автомобиль не только пройдет долгий путь, прежде чем вы поймете, что вам нужно задействовать тормоза, но и увеличенная инерция автомобиля будет означать, что тормоза придется задействовать дольше, чтобы остановить автомобиль. .

    Цифры в Правилах дорожного движения относятся к среднему транспортному средству в средних условиях. При рассмотрении скорости, с которой вы едете, важно понимать ограничения вашего автомобиля и свои собственные реакции. Невозможность остановиться вовремя может привести к чьей-либо смерти или серьезной травме.

    .

    Основы транспортировки / расстояние видимости - Викиучебники, открытые книги для открытого мира

    Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

    Перейти к навигации Перейти к поиску
    Ищите Основы транспортировки / расстояние видимости в одном из родственных проектов Викиучебника: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

    Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

    • Если страница была создана здесь недавно, она может быть еще не видна из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
    • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , за исключением первого символа; пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления здесь к правильному заголовку.
    • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
    .

    Смотрите также