Рассчитать скорость по тормозному пути: Расчет скорости автомобиля по длине тормозного пути

Date: 07.07.2021

Author: admin

Содержание

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор определяет остановочный путь автомобиля с момента обнаружения водителем опасности до момента полной остановки автомобиля, а также другие параметры, связанные с этим событием, в частности, время восприятия водителем сигнала о необходимости торможения, время реакции водителя, а также расстояние, которое прошел автомобиль во время этих событий. Калькулятор также определяет начальную скорость (скорость до начала торможения) по известной длине торможения (длины тормозного пути) с учетом дорожных условий. Как и все остальные калькуляторы, этот калькулятор не следует использовать в судебных процессах и при необходимости получения высокой точности.

Пример 1: Рассчитать расстояние, необходимое для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 90 км/ч по мокрой горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием (коэффициент трения μ = 0,4) если время восприятия водителя 0,5 с и время реакции водителя 0,7 с.

Пример 2: Рассчитать начальную скорость автомобиля, движущегося по дороге с мокрым асфальтобетонным покрытием (μ = 0.4), если длина тормозного пути равна 100 м. Автомобиль движется на спуске с уклоном 10%.

Калькулятор остановочного пути

Входные данные

Начальная скорость

v₀м/скм/чфут/смиля/ч

Время восприятия опасности водителем

t_hpс

Время реакции водителя

t_hrс

Уклон

σградус%

Движение вверх Движение вниз

Состояние дороги

—Сухой асфальтМокрый асфальтПокрытый снегом асфальтПокрытый льдом асфальт

или Коэффициент трения

Тип привода тормозов

—ПневматическийГидравлический

или Время срабатывания тормозной системы

t_brlс

Выходные данные

Угол крутизны уклона θ= °

Замедление a= м/с²

Время торможения t_br= с

Расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия водителем опасности S_hp= м

Расстояние, которое проедет автомобиль во время реакции водителя на опасность S_hr= м

Расстояние, которое проедет автомобиль за время задержки срабатывания тормоза S_brl= м

Тормозной путь S_br= м

Остановочный путь S_stop= м

Критический угол наклона для заданного коэффициента трения θ_crit= °

Критический уклон для заданного коэффициента трения σ_crit= %

Определения и формулы

Остановочный путь

Остановочный путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента, когда водитель видит опасность, оценивает ее, принимает решение остановиться и нажимает на педаль тормоза и до момента полной остановки автомобиля. Это расстояние является суммой нескольких расстояний, которые проходит автомобиль в то время, как водитель принимает решение, срабатывают механизмы тормозной системы и происходит замедление движения до полной остановки.

где s_hr — расстояние, которое проедет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации, s_hr — расстояние, которое проедет автомобиль во время во время реакции водителя на ситуацию, s_brl — расстояние, которое проедет автомобиль во время задержки срабатывания тормозов, и s_br — тормозной путь.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации

Расстояние человеческого восприятия ситуации — это расстояние, которое пройдет автомобиль в то время, пока водитель оценивает опасность и принимает решение уменьшить скорость и остановиться. Оно определяется по формуле

где s_hp расстояние человеческого восприятия в метрах, v скорость автомобиля в км/ч, t_hp — время человеческого восприятия в секундах и 1000/3600 — коэффициент преобразования километров в час в метры в секунду (1 километр равен 1000 метров и 1 час равен 3600 секундам).

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время реакции водителя

Расстояние реакции водителя — это расстояние, которое пройдет автомобиль пока водитель выполняет решение остановить автомобиль после оценки опасности и принятия решения об остановке. Оно определяется по формуле

где s_hp — расстояние реакции водителя с метрах, v — скорость автомобиля в км/ч и t_hr — время реакции водителя в секундах.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, зависит от типа тормозной системы, установленной на автомобиле. Почти на всех легковых автомобилях и малотоннажных грузовых автомобилях используются гидравлическая тормозная система. На большинстве большегрузных автомобилей используются тормоза с пневматическим приводом. Задержка срабатывания пневматических тормозов приблизительно равна 0,4 с, а гидравлических (жидкость несжимаема!) 0,1–0,2 с. Общая задержка срабатывания тормозной системы измеряется как время от момента нажатия на педаль тормоза, в течение которого замедление становится устойчивым. Оно состоит из задержки срабатывания тормозной системы и времени установления постоянной величины замедления движения. В тормозной системе с пневматическим приводом воздуху необходимо время, чтобы пройти по тормозным магистралям. С другой стороны, в гидравлическом приводе задержек практически не наблюдается, и он работает в два—пять раз быстрее, чем пневматический.

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, определяется по формуле

где s_brl — расстояние в метрах, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы, v — скорость движения автомобиля в км/ч, t_brl — время срабатывания тормозной системы в секундах.

Замедление

Для упрощения расчетов предположим, что автомобиль движется с постоянным ускорением или замедлением, которое определяется по известной из курса элементарной физики формуле равноускоренного или равнозамедленного движения

где a — ускорение, v — начальная скорость, v₀ — конечная скорость и t — время.

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь автомобиля — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента полного нажатия на педаль тормоза до момента полной остановки. Это расстояние зависит от скорости автомобиля перед началом торможения и от коэффициента трения между шинами и дорожным покрытием. В этом калькуляторе мы не учитываем другие факторы, влияющие на тормозной путь, например, сопротивление качению шин или лобовое сопротивление воздуха

В результатах исследования¹, в котором коэффициент трения определялся путем измерения замедления, определено, что антиблокировочная тормозная система (АБС) влияла на коэффициент трения таким образом: он увеличивается с увеличением скорости при использовании АБС и уменьшается, если АБС не используется. В этом исследовании также подтверждается, что на коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием влияет температура и интенсивность дождя.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с использованием второго закона Ньютона

Коэффициент трения определяется как отношения силы трения к силе нормального давления, прижимающей тело к опоре:

или

где F_fr — сила трения, μ коэффициент трения и F_norm — сила реакции опоры.

Действующая на тело нормальная сила реакции опоры определяется как составляющая силы реакции, перпендикулярная к поверхности опоры тела. В простейшем случае, когда тело находится на плоской горизонтальной поверхности, нормальная сила равна весу этого тела:

где m — масса тела и g — ускорение свободного падения. Эта формула выведена из второго закона Ньютона:

В более сложном случае, если тело расположено на наклонной плоскости, нормальная сила рассчитывается как

где θ — угол наклона между плоскостью поверхности и горизонтальной плоскостью. В этом случае нормальная сила меньше веса тела. Случай наклонной поверхности мы рассмотрим чуть позже.

В случае же горизонтальной поверхности, если коэффициент трения между телом и поверхностью равен μ, то сила трения равна

В соответствии со вторым законом Ньютона, эта сила трения, приложенная к движущемуся телу (автомобилю) приводит к возникновению пропорционального ей замедления:

или

Теперь, в соответствии с уравнением ускоренного (замедленного) движения имеем

Из курса элементарной физики известно, что при равнозамедленном движении с постоянным замедлением, если конечная скорость равна нулю, то тормозной путь определяется уравнением

Это уравнение можно переписать в более удобной форме с использованием преобразования скорости в км/час в м/с:

Подставляя в это уравнение a = μg, получаем формулу тормозного пути:

где скорость v задается в км/час, а ускорение силы тяжести g в м/с².

Решая это уравнение относительно v, получаем:

Аналогичную формулу для определения тормозного пути можно получить с помощью энергетического метода.

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с помощью энергетического метода

Теоретическое значение тормозного пути можно найти, если определить работу по рассеиванию кинетической энергии автомобиля. Если автомобиль, движущийся со скоростью v, замедляет движение до полной остановки, работа тормозной системы W_b, требуемая для полного рассеяния кинетической энергии автомобиля E_k, равна этой энергии:

Кинетическая энергия движущегося автомобиля E_k определяется формулой

где m — масса автомобиля и v — скорость движения автомобиля перед началом торможения.

Работа W_b, выполненная тормозной системой, определяется как

где m — масса автомобиля, μ — коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием, g — ускорение силы тяжести и s_br — тормозной путь, то есть расстояние, которое прошел автомобиль от начала торможения до полной остановки.

Теперь, с учетом того, что E_k = W_b, имеем:

или

Скорость автомобиля до начала торможения является наиболее важным фактором, влияющим на величину остановочного пути. Другими, менее важными, факторами, влияющими на остановочный путь, являются время оценки водителем ситуации, время реакции водителя, скорость работы тормозной системы автомобиля и состояние дороги.

Время торможения

Из курса элементарной физики известно, что средняя скорость при равноускоренном движении равна полусумме начальной и конечной скорости:

С учетом, что конечная скорость равна нулю, время торможения определяется в калькуляторе как

Движение вверх и вниз по уклону

Силы, действующие на автомобиль на уклоне: F_g — сила тяжести (вес автомобиля), F_gd — скатывающая вниз составляющая веса автомобиля, F_fr — сила трения, действующая параллельно поверхности дорожного полотна с уклоном, F_gn — нормальная составляющая веса автомобиля, направленная перпендикулярно поверхности дороги, и F_nr — сила реакции опоры, равная нормальной составляющей веса автомобиля.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, замедляющий движение автомобиль может быть представлен в виде тела на поверхности с углом наклона θ (см. рисунок выше). Для простоты мы будем рассматривать только две силы, действующие на автомобиль, находящийся на уклоне. Это вес автомобиля и сила трения. Автомобиль, движущийся с начальной скоростью, замедляет движение, если сила трения, действующая параллельно дорожному полотну, больше, чем скатывающая сила, являющаяся составляющей силы тяжести, которая также параллельна дорожному полотну. Если начальная скорость автомобиля равна нулю, он в этой ситуации остается на месте при условии, что угол уклона меньше критического (об этом — ниже).

В то время, как сила тяжести F_g стремится скатывать автомобиль вниз, сила трения F_fr сопротивляется этому движению. Чтобы автомобиль мог в этой ситуации остановиться, сила трения должна превышать скатывающую составляющую силы тяжести F_gd.

В то же время, если сила трения превышает скатывающую составляющую силы тяжести, автомобиль будет двигаться вниз с постоянным ускорением и его тормозная система будет неспособна его остановить. Это может произойти, если угол наклона (уклон) дорожного полотна слишком велик или коэффициент трения слишком мал (вспомним как ведет себя автомобиль с обычными шинами на уклоне, если он покрыт коркой льда!).

По определению коэффициента трения, можно записать уравнение для силы трения:

или

Скатывающая составляющая силы тяжести:

Результирующая сила F_total, действующая на автомобиль на уклоне:

или

Как мы уже отмечали, сила F_total должна быть направлена вверх, иначе автомобиль при движении вниз остановить невозможно. В соответствии со вторым законом Ньютона, ускорение (точнее, замедление) автомобиля, движущегося под действием силы F_total, определяется как

Подставляя ускорение в выведенную выше формулу тормозного пути, получаем:

Решая это уравнение для v_pre-braking, получим:

Отметим еще раз, что в этих формулах g задается в м/с, v в км/ч и s в метрах. В нашем калькуляторе используются две последние формулы.

Припаркованные и движущиеся по ул. Дивисадеро в Сан-Франциско (Калифорния) автомобили. Уклон дорожного полотна в этом месте равен 31% или 17°.

Уклон

Величина уклона дороги (показателя крутизны склона) равна тангенсу угла плоскости дорожного покрытия к горизонтали. Он рассчитывается как отношение перпендикуляра, опущенного из точки на поверхность (превышения местности) к длине горизонтальной поверхности от начала склона до перпендикуляра (горизонтальному расстоянию). По определению уклона считается, что при движении вверх уклон является положительным, а при движении вниз уклон является отрицательным, когда превышение в действительности является понижением дороги. Уклон дороги σ выражают как угол наклона к горизонтали в градусах или как отношение в процентах. Например, подъёму 15 метров на 100 метров перемещения по горизонтали соответствует уклон, равный 0,15 или 15%. В этом калькуляторе мы используем уклон в процентах, определяемый по формуле

где Δh — превышение местности и d — проекция уклона на горизонталь (см. рисунок выше). Если известен уклон, то угол наклона можно определить по формуле

Критический угол

При увеличении угла наклона дорожного полотна выше определенного значения, называемого критическим углом, движущийся вниз автомобиль затормозить невозможно, так как действующая на него сила трения становится меньше скатывающей силы. Этот критический угол находится из условия

или

Из этой формулы можно найти критический угол для данного коэффициента трения, при котором автомобиль не сможет затормозить:

Уклон, выраженный в процентах, определяется по известному углу наклона таким образом:

Пример

В этом примере мы покажем, как использовать формулу для определения тормозного пути. Пусть автомобиль движется с начальной скоростью v_pre-braking = 90 км/ч вниз по уклону σ = 5% по мокрому асфальту (коэффициент трения μ = 0,4). Нужно определить тормозной путь. Для расчетов используем выведенные выше формулы.

Особые случаи

Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы посмотреть как работает калькулятор в особых режимах:

Литература

Hartman, J 2014, Effects of velocity, temperature And rainfall on the friction coefficient of pneumatic tyres And bitumen roads, Doctor of Philosophy (PhD), Aerospace, Mechanical And Manufacturing Engineering, RMIT University PDF 48 MB
Wikibooks. Fundamentals of Transportation

Вот как можно рассчитать тормозной путь: Формула

Как рассчитать расстояние тормозного пути автомобиля.

Как быстро автомобиль ускоряется, наверное, знает большинство автовладельцев. Даже если вы не замеряли динамику разгона своей машины, вы наверняка смотрели заводские технические характеристики вашего авто, где обычно автопроизводитель указывает минимально возможное время разгона с 0-100 км/час. Но теперь вопрос: сколько времени нужно, чтобы остановить вашу машину? Вы знаете это? Уверены, что нет. Но, оказывается, рассчитать расстояние тормозного пути можно достаточно легко с помощью простой формулы. Мы расскажем вам, как это делается.

Нет такой вещи во Вселенной или материи, которая может мгновенно остановиться. Также и любой автомобиль, когда вы нажимаете педаль тормоза, не сразу может остановиться. Дело в том, что для того чтобы автомобиль или любой объект в нашем мире остановился, необходимо, чтобы он потерял энергию, которая его движет. В результате у любого автомобиля есть тормозной путь, который он проезжает с момента нажатия педали тормоза до момента полной остановки. Это и есть тормозное расстояние машины.

Но на самом деле тормозной путь любого авто зависит не только от его характеристик и тормозной системы, но и от реакции водителя при нажатии педали тормоза. Ведь для того чтобы принять решение о необходимости торможения и нажать педаль тормоза, требуется время, которое хоть и минимально, но достаточно, чтобы машина успела проехать немаленький путь. Особенно это важно при большой скорости движения, где за какие-то доли секунды автомобиль проезжает приличное расстояние. Итак, в итоге, чтобы рассчитать реальную длину тормозного пути, нужно учитывать не только время и расстояние, пройденное автомобилем с момента нажатия водителем педали тормоза до момента остановки машины, но и время, необходимое для принятия решения о торможении. Дело в том, что при принятии решения о торможении мы тратим драгоценные секунды. Вот пример:

Время отклика: Прежде чем водитель нажмет педаль тормоза, он должен оценить дорожную ситуацию и определить, необходимо ли торможение. Также нужно понять, какое необходимо торможение – полная остановка автомобиля или простое снижение скорости. Обычно, согласно многочисленным исследованиям, большинству водителей для этого требуется около 0,1 секунды.

Время, необходимое для нажатия педали тормоза: После того, как водитель понял, что должен тормозить, необходимо еще примерно 0,8 секунды, для того чтобы переместить ногу с педали газа на педаль тормоза и нажать ее.

Кроме того, даже при нажатии педали тормоза есть еще небольшая потеря времени, связанная с тем, что при нажатии педали тормоза автомобиль, как правило, не начинает резко тормозить. А для того чтобы машина реально начала резко снижать скорость, надо усилить давление на педаль тормоза (пороговое время, необходимое для требуемого тормозного давления в тормозной системе). Также у всех автомобилей разное время отклика на нажатую педаль тормоза. Здесь все, конечно, зависит от конструкции тормозной системы и наличия различной электроники, контролирующей тормоза автомобиля.

Смотрите также: Полный привод оказался лучше при торможении, чем привод на два колеса: Видео

Вы не поверите, но для того чтобы машина реально начала тормозить после нажатия педали тормоза, необходима еще почти 1 секунда времени. Вы представляете, как это много при движении на большой скорости? За эту лишнюю секунду вы можете проехать очень большой путь.

Что такое формула тормозного пути?

В общем, торможение автомобиля делится на два вида. Например, есть нормальное торможение, а есть экстренное, когда вам нужно резко остановить машину, чтобы избежать аварии.

При торможении в повседневной жизни, допустим, если вы хотите остановить автомобиль на светофоре, вы обычно нажимаете педаль тормоза намного плавнее и мягче, чем при необходимости полностью остановить автомобиль на парковке во дворе. В этом случае вы не применяете в машине максимальное тормозное усилие. При таком плавном и мягком торможении, как правило, тормозной путь (тормозное расстояние) увеличивается. Примерное расстояние тормозного пути при нормальном торможении можно рассчитать по следующей простой формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) = тормозной путь в метрах

При экстренном торможении педаль тормоза, как правило, нажата целиком и с полной силой. Из-за более высокой силы торможения обычно тормозной путь машины сокращается примерно в 2 раза. Поэтому длину тормозного пути можно также вычислить по следующей формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) / 2 = тормозной путь в метрах

Внимание: Вычисляемый по этим формулам тормозной путь является лишь приблизительным значением и подсказкой для водителей. На самом деле в реальности тормозной путь может быть как меньше, так и больше. Ведь расстояние тормозного пути зависит от навыков и опыта вождения водителя, от технической исправности автомобиля, его конструкции, марки, модели, состояния дорог, состояния протектора резины и многих других факторов, которые напрямую влияют на длину тормозного пути. Но благодаря этим формулам вы примерно сможете высчитать среднюю длину тормозного пути машины при определенной скорости движения. Это позволит вам скорректировать ваш стиль управления автомобилем, а также станет хорошим пособием для водителей-новичков.

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Как мы уже сказали, чтобы рассчитать весь тормозной путь, нужно учитывать потерю времени при принятии водителем решения о торможении (то есть время реакции водителя). Для этого нужно использовать другую формулу, которая обеспечивает более точный приблизительный расчет тормозного расстояния, которое проедет автомобиль в момент принятия решения о необходимости остановки. Вот эта формула:

(Скорость в км/ч : 10) x 3 = путь реакции в метрах

В итоге, сделав вычисление по вышеуказанным формулам, вы можете вычислить приблизительный итоговый тормозной путь вашего автомобиля при любой скорости движения. Вот пример. Если вы управляете своим автомобилем со скоростью 50 км/ч, то с помощью приведенных формул вычислите следующие значения:

Тормозной путь при принятии решения о торможении на этой скорости (реакция на дорожную ситуацию + принятие решения о торможении + время, необходимое для перемещения ноги с педали газа на педаль тормоза, а также время отклика тормозной системы на нажатую педаль тормоза) составит где-то (50/10) х 3 = 15 метров. То есть пока вы будете принимать решение о торможении при скорости в 50 км/ч, ваша машина проедет 15 метров.

Тормозной путь при нормальном торможении (с момента нажатия педали тормоза до момента остановки машины) составит около (50/10) х (50/10) = 25 метров.

При экстренном торможении тормозной путь, как мы уже отметили, сокращается примерно в два раза. Соответственно, расчет тормозного расстояния автомобиля, который движется со скоростью 50 км/ч, будет выглядеть следующим образом: (50/10) x (50/10) / 2 = 12,5 метров.

В результате теперь мы можем вычислить реальный итоговый тормозной путь автомобиля. Так, при нормальном (не резком, а обычном) торможении итоговый тормозной путь составит около 40 метров. При экстренном торможении – не менее 28 метров.

Примечание: Обратите внимание, что если скорость автомобиля будет выше всего в два раза, его итоговый тормозной путь увеличится в четыре раза!!!

Смотрите также: Основные принципы работы тормозного механизма автомобиля [Принцип работы и элементы тормозной системы]

То есть мнение о том, что при увеличении скорости автомобиля в два раза тормозной путь увеличивается только в два раза, – это чистый воды миф среди многих автолюбителей. Так что имейте это в виду, когда садитесь за руль. Самое удивительное, что об этом не знают даже многие опытные водители.

Пример расчета тормозных и остановочных расстояний

Скорость, в км / ч

Путь, пройденный автомобилем

во время реакции водителя, в метрах

Тормозное расстояние, в метрах

(с момента нажатия педали тормоза

до полной остановки машины)

Итоговый тормозной путь, в метрах

7,5

6,25

13,75

100

130

150

225

265

200

400

460

Какие факторы влияют на торможение и тормозной путь?

Решающим значением для длины тормозного пути, конечно же, является скорость автомобиля, с которой он движется по дороге. Также на тормозной путь влияет качество установленной на машину тормозной системы. В том числе важную роль, несомненно, играет и состояние дороги (снег, лед, качество асфальта/бетона, трещины в дорожном покрытии, листья, лужи и т. п.). И само собой, не стоит забывать о состоянии шин автомобиля. Ведь в определенных случаях изношенная резина сильно увеличит тормозной путь автомобиля, так как не сможет передавать нормальную тормозную способность дорожному покрытию в отличие от новых шин, имеющих нормальное сцепление с дорогой.

Также ясно, что на мокрой поверхности тормозное расстояние машины больше, чем на сухом асфальте.

Не стоит забывать и об уровне подготовки водителя. Особенно важна, как мы узнали, для итогового тормозного пути скорость реакции водителя на дорожную ситуацию, требующую остановки автомобиля. Но скорость реакции за рулем зависит не только от опыта вождения. Например, знаете ли вы, что когда вы садитесь за руль в сонном состоянии (не выспались, устали или долго находились за рулем), то скорость реакции может замедлиться почти в два раза по сравнению со скоростью реакции хорошо отдохнувшего водителя.

В целом же на скорость принятия решения за рулем (скорость реакции) влияет много факторов: возраст водителя, алкогольное или похмельное состояние, употребление определенных медикаментов и в целом состояние здоровья. Так, при многих хронических заболеваниях скорость реакции многих водителей существенно снижается. Следовательно, все эти факторы серьезно влияют на тормозной путь автомобиля.

Смотрите также: Тормозной путь автомобиля: Все что нужно знать

То же самое касается и отвлечения внимания из-за смартфонов, которыми так любят пользоваться за рулем многие водители, несмотря на строгий запрет согласно нашему действующему законодательству.

Как мы уже сказали, на тормозной путь также влияет время отклика тормозной системы автомобиля на нажатую педаль тормоза. Особенно это касается старых автомобилей. Современные же, как правило, оснащены уже новым поколением тормозов, которые мгновенно активируются за счет максимального тормозного давления, как только вы резко ударите ногой по педали тормоза (например, при экстренном торможении). Эта технология позволила существенно сократить итоговый тормозной путь современных машин.

Как повысить безопасность при управлении автомобилем?

Не зря основное правило вождения гласит о том, что водитель должен держать на дороге достаточную дистанцию до других автомобилей, чтобы оставалось пространство для экстренного торможения и для того, чтобы не спровоцировать ДТП. Но, с другой стороны, вы не должны держать дистанцию между автомобилями слишком большой. Помните, что все должно быть в меру. Вот некоторые правила вождения от экспертов:

В городском движении: Держите расстояние до других автомобилей около 15 метров.

На автомагистралях, шоссе и проселочных дорогах: При скорости движения около 100 км/ч держите дистанцию примерно 50 метров. При плохой видимости или на скользкой дороге дистанция до других машин должна быть увеличена в два раза. Например, при скорости в 100 км/ч на скользкой дороге держите расстояние до впереди идущей машины минимум в 100 метров.

Остановочный путь

Путь реакции

Путь реакции это расстояние, которое автомобиль успел проехать с того момента, как вы заметили опасность, до того момента, как
вы начали тормозить или поворачивать.

Путь реакции зависит от:

Скорости автомобиля. Путь реакции прямо пропорционален скорости: в 2 раза больше скорость = в 2 раза больше путь реакции.
Времени реакции. Нормальное время реакции человека составляет 0.5 — 2 сек. На время реакции оказывают влияние опыт, возраст,
состояние водителя и многие внешние факторы. Обычно лучшее время реакции у опытных водителей, в возрасте 45 — 54 года.

Путь реакции можно существенно сократить, если вы:

Предвидите опасную ситуацию.
Внимательно следите за дорогой и готовы к действиям.

Путь реакции может существенно увеличиться, если

Расчет пути реакции

Допустим, автомобиль движется со скоростью 50 км/час и время реакции составляет 1.5 секунды.

Переводим км/час в м/с. 50 + 10 % = 55
55 / 4 = 13.75 м/с
Умножаем скорость (в м/с) на время (в сек.) получаем пройденный путь. 13.75 * 1.5 путь реакции = 20.625 метра.

Тормозной путь

Тормозным путем называется расстояние, которое проезжает автомобиль с момента начала торможения и до полной остановки.

Тормозной путь зависит от:

скорости автомобиля, рост квадратичный, в 2 раза больше скорость => в 4 раза больше тормозной путь. в 3 раза увеличивается скорость => в 9 раз возрастает тормозной путь.
состояния дороги, играют роль уклон, состояние дорожного покрытия, сухая дорога или мокрая и пр.
массы автомобиля, у груженого автомобиля тормозной путь больше.
колес и тормозов, состояние тормозной системы, количество колес, качество протектора, наличие дополнительных систем торможения и пр.

Расчет тормозного пути

Очень трудно расчитать тормозной путь для абстрактного автомобиля. Обычно большинство задач сводится к тому, что зная тормозной
путь на одной скорости, необходимо вычислить его для другой скорости. Зная, что зависимость квардратичная, это достаточно просто.
Тем не менее есть некоторые цифры, которые можно брать за основу.

Считается, что средний автомобиль на хорошей сухой дороге, двигаясь со скоростью 10 км/час, имеет тормозной путь 0.4 метра.
Соответственно, для скорости 20 км/час он составит 1.6 метра, 30 км/час — 3.6 метра, 50 км/час — 10 метров.

Более точные цифры можно получить, воспользовавшись формулой S = V² / (250 * k), в которой S это тормозной путь, V —
скорость автомобиля в км/час, k — коэффициент трения колес по асфальту (0.8 для сухой дороги — 0.1 для льда). Формула дает результат
для скорости 50 км/час — 12.5 метров.

Остановочный путь

Остановочный путь есть сумма пути реакции и тормозного пути. Задачи по вычислению остановочного пути сводятся к вычислениям
пути реакции и тормозного пути.

Обычно в экзаменационных вопросах разница между вариантами ответов достаточно существенна. Вам не нужно вычислять подобные
цифры с точностью до знака после запятой. Если приближенное вычисление показывает ответ «12», то, как правило, этого достаточно,
если вам необходимо выбрать между вариантами ответов «5», «10» и «20».

Учебник ПДД | Содержание

Тормозной путь — калькулятор, формула и расчет онлайн

Калькулятор тормозного пути позволит оценить тормозной путь автомобиля, движущегося с заданной скоростью. Для использования укажите тип дорожного покрытия, на котором тормозит автомобиль и скорость, при которой начинается торможение. Калькулятор рассчитает сколько метров пройдет автомобиль при торможении.

Калькулятор тормозного пути

Формула тормозного пути

Формула для нахождения тормозного пути

Формула для нахождения тормозного пути применяется в подразделениях ГИБДД. Именно она используется в нашем калькуляторе. В этой формуле:

S — тормозной путь,

Кт — тормозной коэффициент (для легкового автомобиля равен 1),

V — скорость автомобиля,

Kсц — коэффициент сцепления.

Понятия и пояснения

Тормозной путь — это путь, который проходит автомобиль с момента, когда сработал тормозной механизм до полной остановки автомобиля. На него влияют:

состояние и тип дорожного покрытия,
состояние шин автомобиля,
начальная скорость автомобиля,
масса автомобиля,
исправность тормозной системы.

Остановочный путь — путь с момента обнаружения опасности до полной остановки автомобиля. Понятно, что тормозной путь входит в остановочный. Кроме того в остановочный путь входят:

путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы.

Первый параметр зависит от множества факторов, определяющим из которых является времени реакции водителя. По результатам многочисленных экспериментов, оно может меняться от 0,3 до 1,5 секунды. В среднем можно считать время реакции водителя равное 1 секунде. Кроме этого существует понятие «нормативное время восприятия сложной ситуации» равное 0,8 секунды. Также установлено, что время реакции у женщин, при возникновении сложной дорожной ситуации может достигать 2,5-3 секунд, тогда как у мужчин 1,5-2 секунды. Кроме этого на время реакции влияет:

опыт водителя,
его эмоциональное состояние,
возраст,
время суток и погодные условия,
прием медикаментов,
состояние алкогольного или иного опьянения,
место возникновения опасной ситуации.

Время срабатывания тормозной системы зависит от ее типа и технического состояния. Тормозная система с гидравлическим приводом срабатывает за 0,2 – 0,3 секунды, с пневматическим за 0,5 –0,6 секунд.

Ваша оценка

[Оценок: 158 Средняя: 4.1]

Расчет тормозного пути Автор admin средний рейтинг 4.1/5 — 158 рейтинги пользователей

водителям пояснили / Авто / Судебно-юридическая газета

Для остановки автомобиля важны не только шины, но и время реакции водителя.

В автошколах будущих водителей учат, что общий тормозной путь рассчитывается по двум факторам — тормозной путь и время реакции.

Время реакции — это время, которое требуется водителю, чтобы распознать препятствие на дороге и среагировать на него — задействовать тормоза. Тормозной путь — это отрезок между реакцией водителя (торможением) и полной остановкой автомобиля.

Какова формула для расчета пройденного расстояния во время реакции?

Время отклика, расстояние в метрах = (скорость/10) х3

Для среднестатистического водителя время отклика составляет около одной секунды. Если мы воспользуемся формулой, то узнаем, какое расстояние преодолеет автомобиль с одинаковой скоростью, прежде чем он начнет останавливаться.

Время отклика (расстояние) на скорости 50 км/ч = (50/10) x3 = 15 метров

Формула для расчета тормозного пути

Одна из городских легенд гласит, что для расчета тормозного пути достаточно разделить скорость на две части. Это неправильно по простой причине. Тормозной путь рассчитывается по приблизительной формуле, которая гласит:

Тормозной путь в метрах = (скорость/10) x (скорость/10)

Отсюда следует, что при удвоении скорости тормозной путь не удваивается, а умножается в четыре раза. Вот несколько примеров расчета тормозного пути на скоростях от 30 до 60 км/ч.

Тормозной путь при 30 км/ч = (30/10) x (30/10) = 9 метров

Тормозной путь при 50 км/ч = (50/10) x (50/10) = 25 метров

Тормозной путь при 60 км/ч = (60/10) x (60/10) = 36 метров

Формула для расчета общего тормозного пути

Для расчета общего времени торможения, включая расстояние, пройденное за время реакции, и расстояние остановки, эти два значения просто необходимо «собрать».

Общий тормозной путь при 30 км/ч = 9 + 9 = 18 метров

Общий тормозной путь при 50 км/ч = 15 + 25 = 40 метров

Общий тормозной путь при 60 км/ч = 18 + 36 = 54 метра

Напомним, ранее «Судебно-юридическая газета» сообщала, что составлен список самых красивых ретро-авто.

Еще автоэксперты составили список самых экономически выгодных и доступных автомобилей на бензиновом топливе.

Также в столице увидели автомобиль с забавным номером.

Помимо этого, киевляне заметили элитную «евробляху».

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы быть в курсе самых важных событий.

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:

Факторы, которые зависят от автомобилиста.
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 автомобиля

Автор admin На чтение 5 мин. Просмотров 2k.

Тормозной путь – расстояние, которое потребуется автомобилю, чтобы полностью остановиться с момента начала работы системы торможения.

В обиходе этот термин часто путают с остановочным, однако тормозной и остановочный путь – разные понятия. В последнем случае учитывается расстояние, прошедшее с момента осознания водителем необходимости торможения до скорости 0 км/ч. Тормозной путь – часть остановочного.

От чего зависит тормозной путь

Рассматриваемый показатель не является постоянной величиной и может варьировать по ряду причин. Все факторы, влияющие на путь торможения, можно разделить на две большие группы: зависящие от водителя и независящие от водителя. К числу причин, не зависящих от человека за рулем, относят:

состояние дороги;
погода.

Несложно догадаться, что в дождь, снег или гололед расстояние, которое потребуется для остановки автомобиля, будет большим, чем на сухом асфальте. Торможение окажется длительным и при движении по гладкому асфальту, в который не была добавлена каменная крошка. Здесь колесам не за что зацепиться, в отличие от шершавых покрытий.

На заметку: стоит заметить, что плохое качество дороги (ямы, выбоины) не приводит к удлинению расстояния, необходимого для остановки. Здесь играет роль человеческий фактор. Пытаясь сберечь подвеску, водители редко развивают высокую скорость на подобных дорогах. Соответственно, путь торможения здесь минимален.

Факторы, зависящие от водителя или владельца авто:

состояние тормозов;
устройство системы;
наличие ABS;
вид покрышек;
загруженность ТС;
скорость движения.

Тот факт, что длина тормозного пути автомобиля напрямую зависит от исправности системы торможения, не требует доказательств. Машина с неработающим тормозным контуром или изношенными колодками никогда не сможет остановиться также быстро, как исправное ТС.

От устройства тормозных агрегатов зависит многое. Современные машины, оснащенные задними дисковыми тормозами и системами помощи при торможении, имеют гораздо лучшее сцепление с дорогой и короткий отрезок торможения.

В свою очередь, наличие EBD с ABS не всегда способствует сокращению расстояния, необходимого для остановки. На сухом твердом покрытии, где блокировка колес наступает только при очень интенсивном торможении, система действительно сокращает тормозной путь. Однако на голом льду «умный» электронный помощник начинает сбрасывать тормозное усилие даже при легком нажатии на педаль тормоза. При этом авто сохраняет управляемость, однако путь его торможения значительно увеличивается.

От чего зависит скорость замедления? Разумеется, от вида покрышек. Так, на голом, пусть и промороженном асфальте, а также в снежной каше, лучше всего тормозят т. н. «липучки» — зимние покрышки, не оснащенные шипами. В свою очередь, в гололед и на заснеженных дорогах наиболее эффективной является ошипованная «резина».

Немаловажным фактором, влияющим на величину остановочного отрезка, является скорость и загруженность машины.

Понятно, что легковесный автомобиль при скорости 60 км/ч остановится быстрее, чем грузовик, загруженный под завязку и движущийся со скоростью 80-100 км/ч. Последнему не позволит быстро остановиться слишком высокая для него скорость и инерция.

Когда и как производится замер

Расчет тормозного пути может потребоваться в следующих случаях:

технические испытания транспортного средства;
проверка возможностей машины после доработки тормозов;
криминалистическая экспертиза.

Как правило, при расчете используют формулу S=Кэ*V*V/(254*Фс). Здесь S – тормозной путь; Кэ – тормозной коэффициент; V₀ — скорость на момент начала торможения; Фс – коэффициент сцепления с покрытием.

Коэффициент сцепления с дорогой изменяется в зависимости от состояния покрытия и определяется по следующей таблице:

Состояние дороги	Фс
Сухая	0.7
Мокрая	0.4
Снег	0.2
Лед	0.1

Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.

Пример: как рассчитать тормозной путь автомобиля при цифре 60 км/ч на спидометре в дождь? Дано: скорость 60 км/ч, тормозной коэффициент – 1, коэффициент сцепления – 0.4. Считаем: 1*60*60/(254*0.4). В итоге получаем цифру 35.4, что и является длиной тормозного пути в метрах.

В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.

Скорость	Сухо	Дождь	Снег	Лед
км/ч	метры
60	20,2	35,4	70,8	141,7
70	27,5	48,2	96,4	192,9
80	35,9	62,9	125,9	251,9
90	45,5	79,7	159,4	318,8
100	56,2	98,4	196,8	393,7
110	68	119	238,1	476,3
120	80,9	141,7	283,4	566,9
130	95	166,3	332,6	665,3
140	110,2	192,9	385,8	771,6
150	126,5	221,4	442,9	885,8
160	143,9	251,9	503,9	1007,8
170	162,5	284,4	568,8	1137,7
180	182,2	318,8	637,7	1275,5
190	203	355,3	710,6	1421,2
200	224,9	393,7	787,4	1574,8

Мы нашли интересный калькулятор, который не только рассчитывает показатель в зависимости от скорости и состояния дороги, но и наглядно показывает весь процесс. Находится здесь.

Как увеличить интенсивность замедления

Из вышесказанного стало понятно, что называется тормозным путем и от чего зависит этот показатель. Однако возможно ли сократить расстояние, которое необходимо для остановки автомобиля? Возможно! Для этого существует два пути – поведенческий и технический. Идеально, если водитель сочетает оба способа.

Поведенческий метод – сократить тормозной путь можно, если выбирать небольшую скорость движения на скользких и мокрых дорогах, учитывать степень загруженности машины, грамотно рассчитать тормозные возможности авто в зависимости от его состояния и модельного года. Так, «москвич» 1985 года разработки не сможет тормозить столь же эффективно, как современный «Hyundai Solaris», не говоря уж о более респектабельных и технологичных моделях.
Технический метод – метод усиления тормозных возможностей, основанный на повышении мощности тормозной системы и использовании вспомогательных механизмов. Производители современных ТС активно применяют такие способы улучшения тормозов, оснащая свою продукцию антиблокировочными системами, системами помощи при торможении, используя более эффективные тормозные диски, колодки.

Соблюдаю дистанцию и скоростной режим

92.9%

Вообще не парюсь, в моей машине все предусмотрено производителем

7.1%

Проголосовало: 155

Следует помнить, что сокращение времени, необходимого для остановки – один из способов обеспечения безопасности поездки. Поэтому каждый водитель должен постоянно следить за техническим состоянием своего «железного коня», своевременно обслуживать и ремонтировать систему торможения. Помимо этого, важно выбирать скорость движения с учетом окружающей обстановки: времени суток, состояния дороги, модели автомобиля и прочее.

Мне нравится2Не нравится1

Что еще стоит почитать

Понимание остановки и тормозного пути в физике — урок физики [видео 2021]

Расстояние мышления (TD)

Давайте сначала начнем с расстояния мышления (TD), которое показано в уравнении 2. Скорость автомобиля можно представить как постоянную в течение короткого промежутка времени, необходимого для реакции водителя, поэтому все мы чтобы получить расстояние мышления, нужно умножить скорость на время реакции. Поскольку время реакции человека, желающего затормозить, обычно меньше секунды, это расстояние является наименьшим по отношению к тормозному пути.

Уравнение 2

Тормозной путь (BD)

Вывести уравнение для тормозного пути немного сложнее. Начнем с кинематического уравнения, показанного в уравнении 3.

Уравнение 3

Где:

vf = конечная скорость
vo = начальная скорость
a = ускорение
d = пройденное расстояние

Мы знаем, что конечная скорость равна нулю, потому что машина остановилась.Единственное, что неизвестно в этом уравнении, — это ускорение a . Автомобиль замедляется (ускоряется в направлении, противоположном его движению), потому что на него действует неуравновешенная сила.

Тормоза создают трение колесам, замедляя их, но статическое трение ( f ) между колесами и дорогой в конечном итоге останавливает машину. Сопротивление воздуха и трение качения участвуют, но в меньшей степени. Вес автомобиля ( мг, ) и нормальная сила ( Н, ) — это вертикальные силы, и они равны.Схема свободного тела показана на Диаграмме 1.

Диаграмма 1.

Второй закон Ньютона используется для расчета ускорения автомобиля. Трение рассчитывается путем умножения коэффициента трения (μ) на нормальную силу ( Н, ).

f = μ Н

Нормальная сила составляет мг , потому что она должна только противодействовать весу автомобиля. Последняя строка в уравнении 4 дает нам ускорение автомобиля.

Уравнение 4

Теперь мы можем подставить ускорение, которое мы только что определили, в уравнение 3, чтобы получить уравнение тормозного пути, BD. Давайте рассмотрим это более подробно.

Уравнение 5. g — ускорение свободного падения.

Последний шаг в нашем выводе уравнения тормозного пути (SD) — это прибавить расстояние мыслей (TD) к тормозному пути (BD), что показано в уравнении 6.

Уравнение 6

Давайте представим, что время реакции нашего водителя составляет 0,5 с, и мы знаем, что начальная скорость составляет 73 км / ч, то есть 20,3 м / с. Коэффициент трения (μ) можно оценить как 0,8, что является средним значением для резиновых шин на сухом бетоне. Что теперь может определить наш минимальный тормозной путь?

Удивительно, что за доли секунды наш мозг может сравнить значение тормозного пути с нашей оценкой того, насколько далеко мы от перекрестка, и принять решение, остановиться или проехать перекресток.Что ж, может быть, это не совсем то, что происходит, но с практикой вождения мы обучаемся точно оценивать расстояние, которое нам нужно, чтобы остановиться, в зависимости от нашей скорости.

Дальность мышления увеличивается со скоростью. Время нашей реакции может быть постоянным, но умножение его на все более и более высокие скорости увеличивает расстояние мышления с увеличением скорости. Тормозной путь увеличивается экспоненциально с увеличением скорости, потому что начальная скорость автомобиля возведена в квадрат в уравнении тормозного пути.Например, для остановки движения со скоростью 20 м / с требуется дополнительно 24 м по сравнению с 10 м / с. График 1 показывает тормозной путь в сравнении с начальными скоростями.

График 1

Резюме урока

Давайте сделаем несколько минут, чтобы повторить то, что мы узнали!

Каждый раз, когда кто-то водит машину, он должен в какой-то момент остановить ее. Это включает в себя принятие решения об остановке, во время которого автомобиль проезжает определенное расстояние, равное его мгновенной скорости, умноженной на время реакции водителя.Мы называем это расстояние расстоянием мышления (TD). Это кратчайшее расстояние в уравнении тормозного пути, потому что время реакции водителя очень мало.

Тормозной путь (BD) — это расстояние, необходимое для остановки после включения тормозов, а статическое трение между шинами и дорогой является доминирующей тормозящей силой, замедляющей автомобиль до полной остановки.

Сложение этих двух расстояний вместе дает нам тормозной путь (SD).

Самым большим фактором при оценке этого расстояния является скорость автомобиля, поскольку она возведена в квадрат в уравнениях тормозного пути и тормозного пути.

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц

Определения и формулы

Остановочный путь

Тормозной путь — это расстояние, которое проезжает транспортное средство с момента, когда водитель видит опасность, принимает решение остановить транспортное средство, нажимает кнопку педаль тормоза до полной остановки автомобиля.Это расстояние представляет собой сумму нескольких расстояний, которые проезжает автомобиль, пока водитель принимает решение, срабатывают тормоза и автомобиль замедляется до полной остановки. Тормозной путь с _стоп определяется по следующей формуле:

, где с _ч — расстояние восприятия человека, с _ч — расстояние реакции человека, с _brl — это тормозной путь, а s _br — тормозной путь.Эти расстояния обсуждаются ниже.

Дистанция восприятия человека

Дистанция восприятия человека — это расстояние, которое проходит транспортное средство, пока водитель определяет опасность и решает замедлить и остановить транспортное средство. Он рассчитывается по следующей формуле:

, где с _л.с. — расстояние восприятия человека в м, v — скорость автомобиля в км / ч, т _л.с. — время восприятия человека в секунд, а 1000/3600 — это коэффициент для преобразования км / ч в м / с (1 километр равен 1000 метрам, а 1 час равен 3600 секундам).

Дистанция реакции человека

Дистанция реакции человека — это расстояние, которое проходит транспортное средство, пока водитель выполняет решение об остановке транспортного средства после того, как он распознал опасность. Он определяется по следующей формуле:

, где с _л.с. — расстояние восприятия человека в метрах, v — скорость транспортного средства в км / ч, а t _часов — время реакции человека. в секундах.

Расстояние задержки тормоза

Расстояние задержки тормоза зависит от типа тормозов, используемых в автомобиле.Гидравлические тормоза используются практически на всех легковых и легких грузовиках. Пневматические тормоза используются практически на всех коммерческих грузовиках. Задержка пневматического тормоза составляет примерно 0,4 с, а задержка гидравлического тормоза составляет примерно 0,1–0,2 с. Общая задержка торможения измеряется как время с момента нажатия педали тормоза до момента, когда замедление достигло установившегося состояния. Он состоит из времени задержки в тормозной системе и времени нарастания замедления. Для пневматических тормозов общая задержка торможения варьируется от 0,4 до 0.7 с, потому что пневматические тормоза не работают почти мгновенно, как гидравлические тормоза. В пневматических тормозах воздух должен проходить через тормозные магистрали, а это требует времени. Гидравлические тормоза, с другой стороны, действуют почти мгновенно, в два-пять раз быстрее, чем пневматический тормоз.

Расстояние тормозного лага определяется по следующей формуле:

, где с _brl — это тормозное расстояние в м, v — скорость автомобиля в км / ч, t _brl — время задержки тормоза в секундах.

Deceleration

Для упрощения наших расчетов мы предположим, что транспортное средство движется с постоянным ускорением или замедлением, которое определяется по следующей формуле, полученной из уравнения ускоренного (замедленного) движения:

где a — ускорение, v — конечная скорость, v ₀ — начальная скорость и t — время.

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь — это расстояние, которое проходит транспортное средство с момента полного торможения до момента полной остановки.Это расстояние зависит от скорости автомобиля перед торможением и коэффициента трения между шинами и дорожным покрытием. В этом калькуляторе мы не будем учитывать другие факторы, на которые можно пренебречь, такие как сопротивление качению шин или сопротивление воздуха.

Результаты исследования ¹, в котором коэффициент трения определялся посредством измерения замедления, выявили, что антиблокировочная тормозная система (ABS) влияет на коэффициент трения: он увеличивается с увеличением скорости при использовании ABS и уменьшается с увеличением скорости, когда АБС не используется.Это исследование также подтвердило, что коэффициент трения между шинами и дорогой зависит от температуры и осадков.

Вывод с использованием метода второго закона Ньютона

По определению, коэффициент трения определяется как отношение силы трения к нормальной силе:

или

, где F _fr — трение. силы, μ — коэффициент трения, а F _norm — нормальная сила.

Нормальная сила, действующая на объект, определяется как составляющая контактной силы, которая перпендикулярна контактной поверхности объекта. В простом случае, когда объект помещен на плоскую горизонтальную поверхность, нормальная сила — это просто его вес:

, где м, — масса, а г, — стандартное ускорение свободного падения. Эта формула получена из второго закона Ньютона:

В более сложном случае, когда объект лежит на наклонной поверхности, нормальная сила рассчитывается как

, где θ — угол наклонной поверхности, измеренный от горизонтальный.В этом случае нормальная сила меньше веса объекта. Мы рассмотрим этот случай позже.

Для ровной поверхности, если коэффициент трения между объектом и поверхностью составляет μ , тогда сила трения равна

Согласно второму закону Ньютона эта сила трения применяется к движущемуся объекту (транспортному средству). производит пропорциональное замедление:

или

Теперь, согласно уравнению ускоренного (замедленного) движения,

Мы знаем из курса элементарной физики, что для замедленного движения с постоянным замедлением, если конечное Если скорость равна нулю, то тормозной путь с _br определяется с использованием следующего уравнения:

или с использованием коэффициента преобразования для преобразования км / ч в м / с:

Подставляя a = мкг в это уравнение получается уравнение тормозного пути:

, где скорость v выражается в км / ч, а гравитационная итоговое ускорение g в м / с².

Или решение для v даст

Та же самая формула тормозного пути может быть получена с использованием энергетического метода.

Расчет с использованием энергетического метода

Теоретический тормозной путь можно определить, если мы определим работу, необходимую для рассеивания кинетической энергии транспортного средства. Если транспортное средство, движущееся со скоростью v , замедляется до полной остановки, тормозная работа W _b, необходимая для полного рассеивания его кинетической энергии E _k, будет равна этой энергии:

кинетическая энергия E _k движущегося транспортного средства определяется следующим образом:

, где m — это транспортное средство с массой, а v — скорость транспортного средства в начале торможения.

Работа W _b, выполненная при торможении, определяется как

, где м — масса автомобиля, μ — коэффициент трения между шинами и дорогой, г — ускорение свободного падения, а s _br — это расстояние, пройденное при торможении до полной остановки.

Теперь, учитывая, что E _k = W _b, мы имеем

или

Скорость автомобиля до торможения является наиболее важным фактором, влияющим на тормозной путь.Другие факторы, такие как время реакции распознавания водителя, эффективность тормозной системы транспортного средства, дорожные условия, являются менее важными составляющими тормозного пути.

Время торможения

Из курса элементарной физики известно, что средняя скорость ускоренного движения при постоянном ускорении равна полусумме начальной и конечной скорости:

Учитывая, что конечная скорость равна нулю, время торможения определяется как

Тормозное расстояние на подъеме и спуске

Силы, действующие на транспортное средство на склоне: F _г — сила тяжести (вес транспортного средства), действующая на транспортное средство, F _gd — тяговый компонент веса транспортного средства, F _fr — сила трения, действующая параллельно уклону, F _gn — нормальные составляющие веса транспортного средства, а F _nr — это сила трения. сила реакции равна нормальной составляющей веса автомобиля.

Когда водитель нажимает педаль тормоза, замедляющееся транспортное средство можно смоделировать как объект, скользящий по поверхности с углом наклона θ (см. Рисунок). Для упрощения мы рассматриваем только две силы, действующие на транспортное средство на наклонной дороге. Это вес автомобиля и сила трения. Транспортное средство, движущееся с начальной скоростью, замедляется, когда сила трения, действующая параллельно поверхности дороги, больше, чем тянущая составляющая веса транспортного средства, которая также параллельна уклону.Если начальная скорость автомобиля равна нулю, оно не движется в этой ситуации при условии, что угол наклона меньше критического (о критическом угле мы поговорим позже).

Когда сила тяжести F _g тянет автомобиль вниз, по силе трения F _fr сопротивляется этому движению. Чтобы транспортное средство могло остановиться, сила трения должна превышать тяговый компонент силы тяжести F _gd при спуске.

В то же время, если сила трения меньше, чем тянущая составляющая веса транспортного средства, транспортное средство будет двигаться вниз с постоянным ускорением, и его тормоза не смогут его остановить. Это может произойти, если угол наклона (или уклон дороги) слишком велик или коэффициент трения слишком низкий (вспомните, как автомобиль с обычными шинами ведет себя на обледенелом склоне!)

По определению коэффициента трения, мы можем записать уравнение для силы трения:

или

Сила тяги при спуске:

Общая сила F _{, всего}, действующая на транспортное средство, составляет

или

Как мы уже упоминали, F _total должен указывать вверх, в противном случае транспортное средство, движущееся под уклон, не может быть остановлено.Согласно второму закону Ньютона, ускорение (или, скорее, замедление) транспортного средства, движущегося на F _{, всего}, определяется как

Подставив ускорение в формулу для тормозного пути выше, дает:

Решая для v _{перед торможением}, мы получим:

Обратите внимание еще раз, что в этих формулах g выражается в м / с, v — в км / h и s в m.В нашем калькуляторе используются две последние формулы.

Припаркованные и движущиеся автомобили на улице Дивисадеро в Сан-Франциско, Калифорния. Уклон улицы здесь 31% или 17 °.

Уклон

Уклон (также называемый уклоном или уклоном) дороги — это тангенс угла ее поверхности к горизонтали. Он рассчитывается как отношение подъема (вертикальное расстояние или изменение высоты склона) к бегу (горизонтальное расстояние). По определению уклона уклона движение в гору означает подъем по склону с положительным уклоном, а движение под гору означает спуск по склону с отрицательным уклоном, где подъем фактически означает падение.Уклон σ может быть выражен как угол наклона к горизонтали, в процентах или как отношение. Например, подъем на 15 метров на 100 метров горизонтального движения соответствует уклону 0,15 или 15%. В этом калькуляторе мы используем уклон в процентах, который определяется как

, где Δh — это подъем склона, а d — это проекция уклона на горизонталь (см. Рисунок). Исходя из этого значения, угол наклона θ может быть определен как

Критический угол

Когда угол наклона дороги превышает определенное значение, называемое критическим углом, транспортное средство, движущееся под уклон, не может быть остановлено, используя его тормозная система, потому что сила трения, действующая на нее, становится меньше, чем составляющая веса транспортного средства, ведущая к качению.Этот критический угол может быть найден из следующего условия:

или

Из этой формулы мы можем получить критический угол, под которым транспортное средство не остановится при заданном коэффициенте трения:

Уклон в процентах, соответствующий этому углу, определяется как

Пример

Пример использования формулы для тормозного пути. Автомобиль движется со скоростью v _{перед торможением} = 90 км / ч по мокрому асфальтобетонному спуску (коэффициент трения μ = 0.4) с содержанием σ = 5%. Рассчитайте тормозной путь. Для наших расчетов мы будем использовать полученные выше формулы.

Особые случаи

Щелкните или коснитесь соответствующей ссылки, чтобы просмотреть калькулятор в различных специальных режимах:

Ссылки

Hartman, J 2014, Влияние скорости, температуры и осадков на коэффициент трения пневматических шин И битумные дороги , доктор философии (PhD), аэрокосмическая, механическая и производственная инженерия, Университет RMIT PDF 48 MB
Wikibooks.Основы транспорта

Физика остановки автомобиля

Тормозной путь

Вопрос: если автомобилю, движущемуся со скоростью 20 миль в час (миль в час), требуется 20 футов для остановки, какое расстояние требуется для скорости 40 миль в час?
10 футов.
20 футов.
40 футов.
80 футов.
Ответ, который удивляет почти всех: (г) 80 футов (на сухом, ровном асфальте и пренебрегая дистанцией реакции водителя).2
\ end {уравнение}
Где:
$ 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}

Где:

$ d $ = Общий тормозной путь (реакция + торможение), метров.
$ v $ = Скорость автомобиля, км / час.
$ r $ = Время реакции водителя, секунды.
$ b $ = коэффициент коэффициента торможения.

Заметки:

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, равное 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 см. Ниже в разделе «Распространенные заблуждения» ), поэтому приведенные выше таблицы обеспечивают 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
При фиксированном размере 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 оказалось, 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 большой грузовик должен иметь больший тормозной путь, потому что для остановки большей массы требуется большее расстояние.Это неправда, 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, используя уравнение тормозного пути, приведенное ранее.
Сравните внедорожник с большим грузовиком, который весит 20 тонн и имеет 20 шин.Может ли этот большой и тяжелый грузовик — в пять раз массивнее внедорожника — остановиться на таком же расстоянии? Да так и должно быть — читайте дальше.
А теперь представьте пять четырехтонных внедорожников, едущих близко друг к другу, почти касаясь друг друга. Если все они одновременно задействуют тормоза, каждый внедорожник остановится на том же расстоянии, что и при разделении .
Теперь представьте, что пять внедорожников соединены вместе 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 транспортным средством, которое весит 20 тонн, имеет 20 шин и останавливается на расстоянии 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 платить за инженерные улучшения.

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 вас.

Отзыв о считывателе

Остановочные расстояния для грузовиков
Спасибо за ваше объяснение характеристик торможения автомобиля.Читать было интересно. Однако хочу опровергнуть ваше утверждение о том, 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 можно получить на превышение 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 своем 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 асфальт с пропорционально большей силой, чем одна с 20 шинами, поэтому, если у грузовика есть адекватные 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: 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, более высокая кинетическая энергия рассеивается на том же расстоянии, потому что давление шины на асфальт пропорционально больше — на пути грузовика выделяется больше тепла, но тормозной путь остается прежним. Все проявляется в физике: если тормозная система спроектирована правильно и шины не плавятся при высоких нагрузках, тормозной путь на сухом ровном покрытии будет таким же. В своей статье я подчеркиваю это с помощью некоторого количества N внедорожников, но если вы предпочитаете, я могу добавить внедорожники, чтобы они равнялись массе любого вообразимого грузовика с любым количеством колес.
Вывод: если вы увеличиваете массу автомобиля с тем же количеством шин, каждая шина давит на дорогу с большей силой, поэтому тормозной путь остается 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 моей статьи, вы бы поняли, что для правильно спроектированных тормозов, шин соответствующего размера и одинаковой поверхности всем транспортным средствам требуется одинаковый тормозной путь.По сути, ваши 5 внедорожников будут буксировать один дополнительный 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 тротуар 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 автомобиля.«
Ссылка: остановочный путь для авто (HyperPhysics)
Цитата:« Обратите внимание, что это [уравнение] подразумевает тормозной путь, не зависящий от массы транспортного средства ».
И так далее, для сотен ссылок. Конечно, вы не думаете Я придумал это, не так ли? Это было бы невероятно безответственно, и меня можно было бы привлечь к ответственности за последствия.
Надеюсь, это поможет, и спасибо за письмо.
Тормозной путь транспортного средства в условиях дорожной обстановки
Спасибо за столь четкое объяснение тормозного пути.Это обязательно проинформирует о моем письме.
Известны ли общие дополнительные факторы, которые могут быть учтены 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 примерно 200 футов, чтобы остановить его с использованием средней тормозной мощности, можно ли сделать вывод, который обычно описывает тормозной путь для других условий, например «Из-за переменных XYZ, движение по влажных условиях требует 1.Тормозной путь в 8 раз больше, чем на «сухой»?
Надежно этого сделать нельзя. Рассмотрим переменные:
Пресловутая комбинация гравийной поверхности и антиблокировочной системы тормозов, последняя из которых будет скользить по гравию и практически не применять тормозную силу, 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 проезжей части, это приводит к ложному чувству безопасности, потому что верхний слой снега выглядит свежим и податливым, но под ним скрывается гладкая поверхность.
Черный лед, очень опасный и часто появляющийся при температуре воздуха значительно 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, кроме сухой и ровной.
Тормозной путь на склоне
Спасибо за информацию о механике тормозного пути для среднего автомобиля на «ровном», сухом покрытии, шин в среднем состоянии 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) в среднем составляет 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%.Я подчеркиваю, 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, поскольку 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 специфическое 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, получают большую нагрузку). 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 (применяя ускорение) 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
Сколько времени потребуется, чтобы остановиться без тормозов на скорости 300 миль в час? Я подумываю построить полосу сопротивления на 1/4 мили, которая сможет безопасно выдерживать любую скорость, 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 предположу идеальный автомобиль, с нейтральной трансмиссией, с идеальными подшипниками и гоночной трассой на Луне (или где-нибудь еще без сопротивления воздуха), машина никогда не остановится . Это , а 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. Без потери энергии, согласно Первому закону Ньютона: «Объект будет оставаться в покое или в равномерном движении по прямой линии, если на него не действует внешняя сила».
Большое спасибо.
Пожалуйста.

Знаете ли вы, как рассчитать тормозной путь?

Что такое тормозной путь?

Тормозной путь — это расстояние, на котором ваш автомобиль останавливается после нажатия на тормоз.

Расчет тормозного пути важен для предотвращения потенциальных аварий или опасных ситуаций.

Факторы, влияющие на расстояние

Существует множество переменных факторов, которые могут повлиять на то, как долго ваш автомобиль останавливается.Вот некоторые;

Скорость транспортного средства
Масса транспортного средства
Дорожные условия (скользкое, ледяное, снег, сухое, мокрое)
Условия торможения транспортного средства (старые или изношенные колодки и роторы)
Тормозная техника в транспортном средстве (например, как ABS)
Состояние шин (лысые шины)

Это приводит нас к фактической формуле для расчета тормозного пути.

Формула основана на скорости (скорости) транспортного средства и коэффициенте трения между колесами и дорогой.

Тормозной путь = скорость² / 2 (коэффициент трения) (гравитационное ускорение)

Да, в любом случае, как только олень выбегает перед вами, вы думаете: «Итак, сколько 50 миль в час в квадрате… ..? » splat.

Хорошо, не работает. Если вы не гений физики или математики, это нереально.

Вот несколько более простая формула, опубликованная на сайте инструктора по вождению Майкла Никсона.

Предполагается, что сухая погода и хорошее покрытие.

20 миль / ч = x2 = 40 футов
30 миль / ч = x2,5 = 75 футов
40pmh = x3 = 120 футов
50 миль / ч = x3,5 = 175 футов
60 миль / ч = x4 = 240 футов
70 миль / ч = x4,5 = 315 футов

Удвоить (X2) , эти расстояния для мокрых дорог, и умноженные на десять ( X10) для снег / лед .

Рассчитайте тормозной путь EASY WAY.

Это не тормозной путь, но хорошее место для старта.

По версии Smartmotorist.com следует применить « правило трех секунд ». Это означает, что вы найдете неподвижный объект на обочине дороги, например, дорожный знак или отметку мили.

Когда впереди идущий автомобиль проезжает знак, сосчитайте до трех, и к этому времени вы проезжаете тот же дорожный знак / объект, который выбрали.

При скорости 65 миль в час вы можете путешествовать почти 100 футов в секунду.

Правило трех секунд должно дать вам расстояние около 288 футов между движущимся впереди автомобилем.

Это основано на хороших сухих условиях. Увеличьте количество секунд для мокрой дороги и ненастной погоды.

Двойной для мокрой дороги (6 секунд) и десять раз для снега (30 секунд).

Соблюдайте безопасную дистанцию следования ». Соблюдайте безопасную дистанцию следования (правило трех секунд) . Умный автомобилист, н.о. Интернет. 21 апреля 2017 г. .

Никсон, Майкл.«Простой способ рассчитать тормозные пути». Простой способ выработать тормозные пути | Майк Никсон . N.p., n.d. Интернет. 21 апреля 2017 г.

Видео с вопросом: Расчет тормозного пути с учетом времени реакции, скорости автомобиля и замедления

Стенограмма видео

Водитель автомобиля, движущегося со скоростью 20 метров в секунду, имеет время реакции 1,2 секунды. Тормоза замедляют автомобиль на 4.5 метров в секунду в квадрате после их активации. Какой тормозной путь с точностью до метра?

Хорошо, в этом вопросе мы рассматриваем автомобиль, который изначально движется. А потом это прекратится. Допустим, эта оранжевая рамка представляет нашу машину. Нам сказали, что эта машина изначально движется со скоростью 20 метров в секунду. Итак, давайте произвольно выберем, что изначально машина двигалась вправо со скоростью 20 метров в секунду. Это начальная скорость автомобиля, которую мы назовем.Теперь с этой машиной происходит то, что она изначально движется со скоростью 20 метров в секунду. И тогда водитель замечает опасность.

Итак, допустим, это опасность, которую замечает водитель. Это огромный валун на пути машины. Теперь давайте также предположим, что водитель замечает опасность, когда автомобиль находится здесь в этом положении. И с этого момента драйвер начинает обработку, которую ему нужно сломать. Однако, поскольку время реакции водителя составляет 1,2 секунды, он не нажимает на тормоза мгновенно.Другими словами, автомобиль все еще движется со скоростью 20 метров в секунду на небольшом расстоянии до того, как водитель нажмет на тормоз.

Таким образом, на всем протяжении этого расстояния водитель вместе с автомобилем продолжал двигаться со скоростью 20 метров в секунду, в то время как водитель думает о нажатии на тормоз. Теперь это конкретное расстояние известно как расстояние мышления, которое мы будем называть 𝑑 нижним индексом. Но затем, как только машина достигает этой точки, водитель нажимает на тормоза.И именно в этот момент машина начинает замедляться. Другими словами, с этого момента автомобиль теперь ускоряется в направлении, противоположном его первоначальному движению, со скоростью 4,5 метра в секунду в квадрате.

Итак, именно в этот момент мы видим, что ускорение, которое автомобиль испытывает при торможении, имеет направление, противоположное его начальной скорости. И это, конечно, потому, что машина замедляется. Но поскольку мы имеем дело со скоростью автомобиля, изначально движущейся в направлении, противоположном ускорению, было бы неплохо выбрать условные обозначения знаков.Давайте выберем, что все, что направо, движется в положительном направлении. И все, что находится слева, движется в отрицательном направлении. Другими словами, тогда начальная скорость автомобиля, которая двигалась вправо, положительна 20 метров в секунду, тогда как ускорение или, скорее, замедление автомобиля, которое движется влево, будет обозначено отрицательными 4,5 метра в секунду. в наших расчетах в квадрате.

А теперь назовем ускорение автомобиля 𝑎. И затем, как только в этот момент автомобиль начинает замедляться, мы знаем, что в конечном итоге автомобиль остановится, надеюсь, прежде чем он достигнет опасности.Итак, в этот момент автомобиль остановился, что означает, что конечная скорость автомобиля, которую мы назовем 𝑣, равна нулю метров в секунду, потому что теперь автомобиль неподвижен. Таким образом, расстояние, которое автомобиль проходит за период времени, когда он замедляется, называется тормозным путем, который мы назовем 𝑑 индексом 𝑑.

Причина, по которой это называется тормозным путем, заключается в том, что это расстояние, на котором были задействованы тормоза автомобиля. И, кстати, мы также должны отметить, что в начале тормозного пути скорость автомобиля все еще составляла 20 метров в секунду.Теперь нас просят найти тормозной путь автомобиля. Итак, давайте вспомним, что тормозной путь автомобиля определяется как расстояние мысли плюс тормозной путь. Итак, допустим, что тормозной путь автомобиля мы будем называть 𝑑 индексом. И, как мы уже видели, дистанция мышления — это 𝑑 нижний индекс. И тормозной путь — индекс.

Другими словами, тормозной путь здесь — это общее расстояние. Это расстояние, которое проехала машина между моментом, когда водитель впервые осознает, что впереди есть опасность, и моментом, когда машина наконец останавливается.Итак, давайте запишем здесь, что тормозной путь равен расстоянию мысли плюс тормозной путь. И давайте по отдельности определим дистанцию мышления и тормозной путь.

Начнем с дистанции мышления. Теперь, когда машина движется от точки, в которой водитель понимает, что им нужно остановиться, до точки, когда водитель действительно нажимает на тормоза, как мы уже говорили ранее, машина продолжает двигаться со скоростью 20 метров в секунду, потому что тормоза не работают. еще не нажали.Другими словами, автомобиль движется с постоянной скоростью 𝑢 на всем протяжении этого расстояния. Затем мы можем вспомнить, что если объект движется с постоянной скоростью, назовем эту скорость 𝑣 индексом const, тогда эта скорость равна расстоянию, пройденному объектом, деленному на время, затраченное на то, чтобы этот объект прошел это расстояние. Итак, в нашем частном случае машина движется с постоянной скоростью. И эта постоянная скорость равна пройденному расстоянию, так что это мысленное расстояние, деленное на время, необходимое автомобилю, чтобы проехать это расстояние.

Теперь, как мы знаем, автомобиль фактически проезжает это расстояние за 1,2 секунды, потому что это время реакции водителя, другими словами, время, которое проходит между этим моментом, когда водитель понимает, что ему нужно затормозить, и здесь , когда они действительно нажимают на тормоз. Итак, мы знаем значение, 20 метров в секунду. И мы знаем значение 𝑡, время реакции, 1,2 секунды. Таким образом, мы можем изменить это уравнение, чтобы найти 𝑑 𝑡. Мы делаем это, умножая обе части уравнения на время реакции.Таким образом, он отменяется с правой стороны. И что у нас осталось, так это то, что время реакции водителя, умноженное на постоянную скорость, с которой движется автомобиль, равно расстоянию, на которое можно подумать.

Тогда мы можем сказать, что расстояние мышления равно времени реакции, 1,2 секунды, умноженному на скорость автомобиля 20 метров в секунду. Быстро подумав об единицах измерения, мы увидим, что в числителе указаны секунды. А затем у нас есть секунды, что означает, что единицы секунд будут отменены.И у нас останутся единицы измерения. Теперь это имеет смысл, потому что мы вычисляем расстояние мышления. Итак, оценивая правую часть этого уравнения, мы обнаруживаем, что расстояние мыслей до машины составляет 24 метра.

Итак, давайте запишем эту информацию здесь. Мы только что выяснили, что такое 𝑑 𝑡. Итак, чтобы вычислить 𝑠, все, что нам теперь нужно сделать, это вычислить значение 𝑑 𝑏, тормозного пути. Для этого нам нужно понять, что на этой фазе движения машина больше не движется с постоянной скоростью.Фактически, он замедляется с постоянной скоростью 4,5 метра в секунду в квадрате или, если хотите, ускоряется с отрицательной скоростью 4,5 метра в секунду в квадрате.

Итак, что мы знаем об этой фазе движения автомобиля, так это то, что начальная скорость составляет 20 метров в секунду. И эта скорость положительна, потому что она направлена вправо. Мы также знаем, что конечная скорость автомобиля здесь — ноль метров в секунду. И мы также знаем ускорение автомобиля, отрицательное 4,5 метра в секунду в квадрате, потому что помните, что ускорение происходит влево, другими словами, против движения самого автомобиля.Итак, если мы знаем эти три величины, 𝑢, 𝑣 и 𝑎, и пытаемся определить тормозной путь 𝑑 𝑏, то для этого нам нужно вспомнить одно из кинематических уравнений.

Конкретное уравнение, которое мы ищем, это уравнение, которое говорит нам, что квадрат конечной скорости равен квадрату начальной скорости плюс два, умноженных на ускорение объекта, умноженное на пройденное расстояние. прямая линия по объекту. Но в этой ситуации расстояние, пройденное объектом по прямой линии, которым в данном случае является автомобиль, на самом деле является тормозным путем.Следовательно, мы можем заменить 𝑑 𝑠 в уравнении на 𝑑 𝑏, тормозной путь.

Мы можем оставить все остальные величины такими же, потому что мы назвали их 𝑢, 𝑣 и 𝑎. И, конечно же, они означают одно и то же. Итак, на этом этапе мы можем взять наше уравнение и преобразовать его, чтобы найти 𝑑 𝑏. Если мы начнем с вычитания в квадрате из обеих частей уравнения, то у нас останется 𝑣 в квадрате минус 𝑢 в квадрате с одной стороны и только два 𝑎𝑑 𝑏 справа. Затем мы разделим обе части уравнения на два, чтобы получить в квадрате минус 𝑢 в квадрате, разделенном на два 𝑎 слева и просто 𝑑 𝑏 справа.Итак, теперь все, что нам нужно сделать, это ввести некоторые значения.

Когда мы это делаем, мы получаем в квадрате минус 𝑢 в квадрате, разделенном на два. Затем мы можем упростить числитель, который становится отрицательным 400 метров в квадрате на секунду в квадрате, когда мы не забываем возвести в квадрат все в скобках из предыдущего, и знаменатель становится равным двум, умноженным на отрицательные 4,5 метра в секунду в квадрате, что становится отрицательными девятью метрами. на секунду в квадрате. А затем в этот момент мы видим, что отрицательный знак числителя и знаменателя отменяется, поэтому для нас было так важно учесть направление ускорения автомобиля.А если мы подумаем о единицах измерения, то увидим, что у нас есть квадрат в квадрате метра на секунду в квадрате в числителе и метры на секунду в квадрате в знаменателе.

У нас такая же степень секунды. И они собираются отменить. Но в числителе у нас есть метры в квадрате, а в числителе — просто метры. Таким образом, только одна степень счетчика в числителе сократится с одной степенью счетчика в знаменателе. И окончательный результат будет в метрах, и это здорово, потому что мы снова находим расстояние.Итак, наше расстояние будет 400 разделенных на девять метров. Когда мы оцениваем это, мы обнаруживаем, что оно становится равным 44,44 и т. Д. Метра.

Итак, давайте запишем эту информацию здесь. 𝑑 𝑏 равно 44,4 повторяющимся метрам. И в этот момент мы понимаем, что почти у цели. Мы видим, что 𝑑 𝑠, тормозной путь, который мы пытаемся вычислить, равен расстоянию мысли плюс тормозной путь. Итак, можно сказать, что тормозной путь равен 24 метрам плюс 44.4 повторяющихся метра. В итоге получается 68,4 повторяющихся метра. Однако мы еще не пришли к окончательному ответу на наш вопрос.

Помните, нас просили найти тормозной путь автомобиля с точностью до метра. Итак, нам нужно округлить 68,4 метра до ближайшего метра. Для этого нам нужно посмотреть на это значение после десятичной точки. Это значение четыре, что меньше пяти. И, следовательно, это значение, восьмерка, останется прежним. Не собираюсь облавливать.И вот мы пришли к ответу на наш вопрос. Тормозной путь этой машины составляет 68 метров с точностью до метра.

какие факторы влияют на тормозной путь тормозной путь скорость размышления скорость кинетическая энергия время реакции эксперименты торможение дорожного транспортного средства фрикционные тормоза igcse / gcse 9-1 Физика примечания к пересмотру

5. Время реакции и тормозной путь, например, автотранспорт и решение проблем
с использованием уравнения 2-го закона Ньютона и расчетов кинетической энергии

Док Брауна
Примечания к редакции школьной физики: физика GCSE, физика IGCSE, O level
физика, ~ американские классы 8, 9 и 10 школьные курсы естественных наук или эквивалентные для ~ 14-16 лет
студенты-физики

Какая формула остановки
расстояние? Какие факторы влияют на расстояние мышления?

Какие факторы влияют на тормозной путь? Какая связь между
тормозной путь и кинетическая энергия? Можете ли вы придумать простой эксперимент, чтобы
измерить время реакции?

Подиндекс этой страницы

(а)
Введение — тормозной путь и скорость
дорожная техника
б)
Как рассчитать дистанцию мышления и тормозной путь
от скорости — графики времени
(в)
Факторы, влияющие на
расстояние мышления (следовательно, и тормозной путь)
(г)
Факторы, влияющие на
тормозной путь (следовательно, и тормозной путь)
д)
Графический
анализ тормозного пути, скорости и кинетической энергии движущегося автомобиля
(ж)
Подробнее о физике
торможение автомобиля
и кинетическая энергия
(г)
Проблемы здоровья и безопасности, связанные с столкновениями
с участием автотранспортных средств и велосипедистов
(высота)
Некоторые продвинутые
расчеты тормозной силы и кинетической энергии
(я)
Простая реакция
время эксперименты

а)
Введение — s расстояние до верха

и скорость
автотранспорт

При управлении автомобилем, очевидно, нужно
будьте внимательны к любым внезапным изменениям в вашей ситуации, особенно если вам нужно
аварийный тормоз для остановки.

В этой ситуации вы хотите остановить
автомобиль (или любое другое дорожное транспортное средство) в кратчайшие сроки в кратчайшие сроки
произведите соответствующую аварийную остановку!
Это означает приложение максимальной силы
на педаль тормоза.

The дольше реагирует
и больше времени требуется для остановки , тем выше риск аварии
в объект на вашем пути.Время реакции каждого «думающего» на ситуацию
Требование быстрой физической реакции отличается, хотя обычно в диапазоне
От 0,2 до 0,8 секунды. В биологии вы, возможно, изучали

нервная система, включая рефлекторную дугу.

Расстояние, необходимое для остановки дорожного транспортного средства
в аварийной ситуации определяется по следующей формуле:

РАССТОЯНИЕ ОСТАНОВКИ = РАССТОЯНИЕ МЫШЛЕНИЯ
+ ТОРМОЗНОЕ РАССТОЯНИЕ
Расстояние мышления — это как далеко
вы путешествуете во время вашей реакции, которое является временным интервалом от вас
воспринимает опасность и начинает действовать; e.грамм. затормозить.
Тормозной путь фактический
расстояние, с которого вы путешествуете, когда вы впервые нажимаете на тормоза, до
остановка.
Тормозной путь — это общий
время, необходимое от первоначального зрительного стимула до фактической остановки движения.

В приведенной выше таблице приведены типичные или средние значения
для обдумывания расстояния, тормозного пути и тормозного пути и
цитируется из дорожного кодекса Великобритании
буклет с инструкциями.
Вы можете видеть, что расстояние мышления
довольно значительная часть общего тормозного пути, особенно на
меньшие скорости, НО посмотрите, насколько резко общий тормозной путь
увеличивается с увеличением скорости.
Эти значения следует удвоить для
мокрые дороги и умноженные на 10 для покрытых льдом дорог. Снег будет
где-то посередине, но где?, так что будьте осторожны при вождении
любые из этих неблагоприятных условий вождения.
Позже на этой странице я использовал это
данные для построения графиков и расчетов, касающихся тормозного пути до
скорость и кинетическая энергия автомобиля.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(б) Как рассчитать дистанцию мышления и тормозной путь
от скорости — графики времени

Графики
1а

Вы, наверное, уже встречались с графиками скорости и времени,
поэтому вы должны знать, что область под частью графика скорость-время
равно пройденному расстоянию на этом участке (в единицах м / с x
s = m).

Графики предполагают одну и ту же машину и одного водителя.
так что замедление при максимальном торможении такое же, поэтому
отрицательный градиент — это одно и то же значение на обоих графиках.

График слева от 1a показывает начальную ситуацию
у водителя более быстрое время отклика при движении на более низкой скорости .
Прямоугольная область A1 = начальная
скорость v1 x время реакции t1 = расстояние мышления
Площадь A1 равна расстоянию мышления, то есть
расстояние, которое проезжает автомобиль, за время, необходимое водителю, чтобы
реагирует на ситуацию и начинает тормозить.
Прямоугольный треугольник A2 =
x начальная скорость v1 x время торможения t2 = тормозной путь
Область A2 — это тормозной путь, то есть
расстояние, на которое транспортное средство движется от максимальной начальной скорости, когда
начинается торможение, пока не
останавливается.
Общая площадь = A1 + A2 = остановка
расстояние
График справа от 1a показывает более медленную реакцию водителя
и транспортное средство движется с большей скоростью .
Это означает, что два фактора были
изменено, чтобы подчеркнуть, насколько легко и драматично тормозной путь
увеличено .
Итак, v2> v1 и времена t1 и t2 равны
увеличивается, поэтому увеличиваются как области A1, так и A2.
Области, заштрихованные фиолетовым, указывают на увеличение
расстояние мышления A1 и тормозной путь A2.
Это может означать отсутствие ухода и
внимание e.грамм. устал и не зацикливаясь на скоростном режиме.
Прямоугольная область A1 = начальная
скорость v2 x время реакции t1 = расстояние мышления
Прямоугольный треугольник A2 =
x начальная скорость v2 x время торможения t2 = тормозной путь
Итак, обе области A1 и A2 сильно
увеличена, увеличивая вероятность аварии при вождении
беспечно!
Общая площадь = A1 + A2 = остановка
расстояние, а намного больше, чем до .
Если вы выполнили указанные выше действия
логические аргументы, вы сможете интерпретировать графики, если только один
факторов изменилось.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

Скорость — это первый очевидный фактор.
Чем быстрее ты
, тем дальше вы будете путешествовать с тем же самым «лучшим» временем реакции, которое вы можете
управлять, тем больше дистанция мышления, на которой вы ничего не можете
о.

Чем длиннее ваш
время реакции , тем больше ваша
расстояние мышления.
Вы можете свести это к минимуму, только будучи полностью бдительными
и способен реагировать так быстро, как только может ваше тело.
Последствия усталости и алкоголя повлияют на ваше
бдительность и увеличить время отклика и дистанцию мышления.
Есть и другие факторы.
Вы принимаете лекарства,
может повлиять на вашу бдительность?
Вы отвлекаетесь на просмотр / размышления?
о чем-то еще, кроме предстоящей дороги?
Вы разговариваете с кем-то другим?
в машине дети глупые?
Даже легальное использование мобильного телефона
с ручным набором, все еще потенциально отвлекает.
Плохая видимость напр. туман или
дым, задержит обнаружение опасности и реакцию на нее, поэтому
эффективно увеличивая время на размышления.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(d) Факторы, влияющие на
тормозной путь (в конечном итоге влияет и на тормозной путь)

Опять же, скорость — первый очевидный фактор.
Чем быстрее
вы едете тем больше кинетической энергии должно быть удалено из кинетической
накопитель энергии. При постоянной скорости торможения потребуется больше времени
большая скорость, потому что больше кинетической энергии должно быть преобразовано в тепло
энергия в тормозной колодке и дисковой системе.
Это показано справа (тормозные колодки P контактируют с
диск D).
Все факторы, обсуждаемые здесь, становятся особенно важными.
имеет решающее значение при экстренном торможении , или вы внезапно обнаружите
Сам слишком близко к машине впереди .
Чем больше ваша скорость, тем больше вы останавливаетесь
расстояние и большее расстояние, которое вы должны разрешить между одним транспортным средством
и другой, например, расстояние в два шеврона для 70 миль в час, которое вы видите на некоторых
участки автострады.
Какими бы хорошими ни были тормоза, их нет.
хорошо находиться слишком близко к другому транспортному средству, т. е. в пределах остановки
расстояние, если вы хотите избежать аварии, если впереди идущий автомобиль
экстренный тормоз или транспортный поток быстро останавливается!
Ограничение скорости — это не просто снижение скорости,
они также о сокращении тормозного пути там, где выше
скорость считается опасной для определенного участка дороги.Этот
для безопасности участников дорожного движения и пешеходов, например 20 миль / ч в узком
улицы в застроенных районах, где может быть много людей
ходьба и пересечение дорог.
Дорога
состояние и погода : Неблагоприятное состояние дороги уже
было упомянуто. При сухой дороге (и шинах в хорошем состоянии) вы получите
максимальное сцепление с дорогой от контакта шины с дорожным покрытием при торможении,
давая вам минимальное пройденное расстояние — минимальное расстояние для размышлений.Если дорога мокрая от дождя, покрыта снегом или льдом, сцепление с дорогой ослаблено.
пониженный (лед> снег >> стоячая вода, все приводит к заносу на
торможение). Современные шины очень хорошо тормозят, если дорога немного мокрая.
и никакой очевидной стоячей воды — где можно получить «аквапланирование» / «аквапланирование»
когда вы скользите по слою воды на дорожном покрытии. Листья и расколотое масло
также уменьшите трение между шиной и дорогой. Все эти условия
уменьшить трение шины на дороге и увеличить время торможения и
тормозной путь
Состояние шин : Шины предназначены для
обеспечивают максимальное сцепление с дорогой и удаляют воду из-под шин на мокрой дороге
дороги.Если шины изношены (лысый или небольшой протектор), сцепление ухудшается.
и жизненно важная функция трения и вытеснения воды для замедления транспортного средства
уменьшаются, и поэтому увеличивает тормозной путь и вероятность
трелевка . Кроме того, в шинах должно быть достаточно воздуха, чтобы обеспечить правильный
рабочее давление.
эффективность тормозов : если тормоза
не в хорошем состоянии, функция торможения может быть нарушена. Тормозные колодки могут быть
изношенная или негерметичная гидравлическая тормозная система может быть источником торможения
обесценение.Сбалансированы ли тормоза, чтобы вы замедляли движение по прямой?
— это касается и состояния шин.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(e) Графический
анализ тормозного пути, скорости и кинетической энергии движущегося автомобиля

видеть
расчеты

ПОЗ. На схеме : KE = кинетическая энергия ( Дж, ),
м = масса ( кг, ), u = начальная скорость ( м / с ),
v = конечная скорость ( м / с ), с = скорость ( м / с )

a = ускорение или
замедление ( м / с ² ), Вт = работа
сделано ( Дж ), F = усилие ( Н ),
d = расстояние ( м )

График
1б

График 1b выше принимает дистанцию обдумывания, торможение
данные о расстоянии и тормозном пути и отображают их в зависимости от типичной скорости дорожного транспортного средства.

Очевидно, все расстояния увеличиваются с увеличением
скорость, но обратите внимание на два других очень важных момента.
Вы должны заметить …
(i) два из графиков изгибаются вверх , так что
«разгонного» влияния скорости на тормозной путь и в целом
тормозной путь (последнее происходит из-за увеличения тормозного пути)
расстояние).
Тормозной путь и торможение
расстояние не пропорционально скорости, и, что особенно важно,
тормозной путь пропорционален квадрату скорости .Это означает
тормозной путь увеличивается быстрее, чем увеличивается
скорость.
например удвоение скорости
увеличивает тормозной путь в 4 раза (2 ==> 2 ² = 4) и
трехкратная скорость увеличивает тормозной путь в девять раз (3 ==>
3 ² = 9).
Расстояние мышления
примерно пропорционален скорости , график ~ линейный и не
изгиб вверх.Это потому, что ваше время ответа, если оно полностью бдительно,
довольно постоянна, поэтому, если ваша скорость удвоится, вы просто будете вдвое больше
далеко за то же время отклика.
(ii), и если вы внимательно изучите график или данные, вы
Можно видеть, что удвоение скорости увеличивает тормозной путь в четыре раза.
Это означает удвоение вашего
скорость, примерно увеличивает тормозной путь в 4 раза, очевидно
кое-что, о чем нужно помнить, чем быстрее вы едете.
Удвоение
скорость увеличивает тормозной путь в четыре раза, а скорость в три раза увеличивает его
девять раз! (см. НАПОМИНАНИЕ ниже)
Это обсуждается далее и связано с формулой
для кинетической энергии KE = mv ² .
Удвоив скорость, вы увеличите
кинетической энергии автомобиля, следовательно, вы в четыре раза увеличили кинетическую энергию автомобиля.
энергия, которая должна быть снята при торможении (потому что

KE
v ² ).См. Графики 2 и 3 и примечания ниже.
Следовательно, при удвоении скорости
для постоянного тормозного усилия вам нужно удалить в четыре раза больше KE
и потребуется в четыре раза большее расстояние, чтобы удалить его.
Подробнее о кинетической энергии
расчеты см.
Кинетический
расчеты накопителя энергии

Вопрос, чтобы проиллюстрировать некоторые из
идеи выше и используя приведенную ниже таблицу.
При движении со скоростью 20 миль / ч водитель
расстояние мышления составляет 6,0 м, а тормозной путь — 6,0 м.
а) Каков тормозной путь?
тормозной путь = расстояние мышления
+ тормозной путь = 6,0 + 6,0 =
12,0 м
(b) Оценить общий тормозной путь
на скорости 40 миль в час (масштаб 2).
Если расстояние мыслей составляет 6 м на 20
миль в час, это будет вдвое больше, чем на скорости 40 миль в час, 6 x 40/20 = 12 м.
Из аргумента KE и KE
v2 тормозной путь увеличивается пропорционально квадрату масштабного коэффициента.
Так тормозной путь 6 x 2 ²
= 24 м
Следовательно, тормозной путь равен 12.
+ 24 = 36 м
(см. график)
(c) Оценить общий тормозной путь
на скорости 80 миль в час (масштабный коэффициент 4).
Если расстояние мыслей составляет 6 м на 20
миль в час, это будет в четыре раза больше, чем на скорости 40 миль в час, 6 x 80/20 = 24 м
Тормозной путь увеличивается на
квадрат масштабного коэффициента.
Так тормозной путь 6 x 2 ⁴
= 96 м
Следовательно, тормозной путь равен 24
+ 96 = 120
м (нет на графике)

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(f) Подробнее о физике
торможение автомобиля
и кинетическая энергия

В
механический процесс торможения в первую очередь зависит от трения между тормозами
колодка и стальной диск (показан справа).Когда вы нажимаете педаль тормоза
гидравлический
система толкает колодки на поверхность диска , вызывая работу
должно быть выполнено из-за сил сопротивления между поверхностями.
Возникающий эффект трения передает энергию от
накопитель кинетической энергии автомобиля в накопитель тепловой энергии торможения
система, которая в конечном итоге рассеивается в накопитель энергии окружающей среды.
трение вызывает нагрев тормозов — тормозные колодки и диск должны быть
способны выдерживать высокие температуры — оба изготовлены из тугоплавких сплавов.
Немного KE теряется как звук.
Если колеса колеса буксуют на дороге,
трение будет генерировать тепловую энергию, а дорога и шины увеличатся в
температура.
В конце концов вся кинетическая энергия
дорожный транспорт рассеивается в накопитель тепловой энергии
окружение.
Итак, когда работа выполняется между тормозами и колесом
кинетическая энергия дисков преобразуется в тепловую / тепловую энергию.
Чем быстрее
автомобиль едет, тем больше у него запаса кинетической энергии и больше работы должно быть
сделано, чтобы остановить машину.
Это также означает, что необходимо большее усилие.
применяется для остановки транспортного средства при определенном торможении / остановке
расстояние.
Чем больше тормозное усилие, тем больше замедление.
Сильное замедление может быть опасным, так как тормоза могут перегреваться, что влияет на
их действие И вероятность заноса гораздо выше, особенно если
дорожное покрытие скользкое из-за уже описанных условий.

Чтобы рассмотреть вопрос о кинетической энергии в контексте, изучите график 2 ниже.

График
2

График 2 показывает, как кинетическая энергия
дорожное транспортное средство (например, автомобиль массой 1200 кг) меняется в зависимости от его скорости.

Вы можете увидеть, что удвоив скорость,
вы в четыре раза увеличиваете кинетическую энергию автомобиля, следовательно, вы в четыре раза увеличиваете
кинетическая энергия снимается при торможении.
Это потому, что KE = mv ² . Его скорость ²
термин, придающий этому решающее математическое значение.
При условии равномерного замедления и равномерного
уменьшение скорости уменьшения кинетической энергии, означает торможение
расстояние зависит от кинетической энергии и скорости ² . Видеть
график 3 сейчас.

График 3 показывает линейную зависимость между кинетическими
энергия автомобиля и тормозной путь (с использованием данных правил дорожного движения Великобритании и автомобиля массой 1200 кг).

График
3

Это результат KE = mv ²
и данные о тормозном пути
предполагает равномерное замедление и равномерное снижение скорости снижения
кинетическая энергия за счет трения тормозов.
Как уже было сказано, торможение
расстояние увеличивается быстрее скорости.
Все работы по остановке дороги
транспортное средство равно начальной максимальной кинетической энергии транспортного средства.
Работы по остановке транспортного средства = всего
KE транспортного средства = тормозная сила x тормозной путь

W = F x d =
KE = mv ²
(в двух словах!)
W = работа в J до остановки,
и вся работа выполняется за счет тормозов (при условии отсутствия заноса) через
трение от накопителя KE транспортных средств к накопителю тепловой энергии
тормоза и окружающая среда
F = тормозное усилие в Н (предполагается, что
быть постоянным для тормозов автомобиля),
d = тормозной путь в м, м =
масса автомобиля в кг, v = скорость автомобиля в м / с
При заносе на сухой дороге,
резина, оставленная на дороге, говорит о том, что шины немного пошатнулись
тормозной работы тоже!
Если предположить постоянное тормозное усилие
(максимальное нажатие на педаль тормоза), и поскольку кинетическая энергия автомобиля равна
пропорционально скорости ², то тормозной путь равен
пропорциональна начальной кинетической энергии автомобиля.
Вот и работа проделана
уравнение говорит для постоянной тормозной силы:
KE
BD и график тоже.
Дополнительное последствие: если ваша машина полна
людей или грузовик полностью загружены, то кинетическая энергия при заданной
скорость больше, чем если бы в транспортном средстве находился только водитель.
Следовательно, при наличии дополнительной массы в транспортном средстве следует допускать дополнительное расстояние.
для вашего тормозного пути из-за дополнительной кинетической энергии .
Примеры t ypical
массы для дорожных транспортных средств :
вагона 1000-1500 кг; большой
фургон / одноэтажный автобус ~ 9 000 -10 000 кг; груженый грузовик ~ 30 000 — 40 000
кг.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(грамм)
Проблемы здоровья и безопасности, связанные с столкновениями
с участием автотранспортных средств и велосипедистов

(мотоциклы, автомобили, грузовики, автобусы и др.)

Введение

Большое замедление (быстрое замедление
вниз) предметов (аварии автомобилей или людей, падающих и ударяющихся о землю)
задействовать значительные силы и, очевидно, вызвать травму.
Почему? Большие замедления требуют большого
резистивная сила. Вспомните уравнение 2-го закона движения Ньютона …
F = ma , для создания большого
ускорение a , нужно относительно большое усилие F ,
независимо от массы м ,
также, чем больше масса м ,
тем больше сила F , необходимая для данного замедления.
В принципе, сила, испытываемая
объект можно уменьшить, уменьшив замедление («более медленное» замедление
вниз).
Напоминание: ускорение = изменение
скорость / затраченное время, a = ∆v / ∆t ,
увеличьте ∆t, чтобы уменьшить
С точки зрения импульса вы пытаетесь
изменить импульс в течение как можно более длительного времени, чтобы минимизировать силу
вовлеченный.
В следующем разделе мы применим эти идеи
разработать меры безопасности, которые увеличивают время столкновения — время от
первоначальное столкновение объекта с препятствием на пути к остановившемуся объекту
(∆t в терминах приведенных выше уравнений), т.е. уменьшить
скорость замедления.
Вам нужно знать о таких вещах, как воздух
сумки и ремни безопасности в автомобилях, зоны деформации спереди и сзади автомобилей,
защитные шлемы для езды на велосипеде.

Применение физики сил к расчету безопасности

При столкновении дорожного транспортного средства с
неподвижный объект нормальные контактные силы между ними вызовут
работа предстоит сделать.

Столкновение вызовет выделение энергии.
передается из накопителя кинетической энергии транспортного средства в несколько других источников энергии
магазины.
Тепловая энергия (ударное трение) и
запасы упругой потенциальной энергии (эффект «хрустящего») двух объектов будут
увеличится, и часть кинетической энергии перейдет в звук.
Когда все «успокоится» после
авария, теоретически, весь запас кинетической энергии движущегося транспортного средства
в конечном итоге приводит к увеличению запаса тепловой энергии в окружающей среде.

Вы можете встроить в конструкцию элементы безопасности.
дорожных транспортных средств и, при необходимости, защитной одежды.

В большинстве случаев вы пытаетесь
замедлить замедление — увеличить время столкновения или поглотить
кинетическая энергия любого быстрого замедления и тем самым минимизировать силу a
переживания тела человека. Быстрый удар вызывает резкое замедление —
гораздо больше, чем даже при экстренном торможении.

Все дело в минимизации травм
люди в условиях быстрой смены движения .
С точки зрения физики, все о
поглощение энергии удара и увеличение времени торможения — минимизация
а в F = ma !
Из 2-го закона движения Ньютона: F =
ma , поэтому для данной массы m , если можно сделать
a замедление меньше ,
тормозящая сила F
также уменьшен на и сводит к минимуму удары по телу и травмы.
Ремень безопасности снижает силу
воздействия
замедление.
При столкновении или экстренном торможении ремень безопасности
немного растягивается, увеличивая время замедления и уменьшая силу вашего
опыт тела против ремня безопасности. Скорость изменения импульса равна
уменьшенный ( F =
∆mv / ∆t )
Быстродействующие подушки безопасности, смягчают ваше тело
от сильного удара они также увеличивают время торможения и уменьшают силу
ваше тело переживает.Опять же, скорость изменения импульса снижается ( F
=
∆mv / ∆t )
Подушки безопасности быстро расширяются, а затем сжимаются.
когда в него врезается водитель автомобиля.
Сжатие длится дольше, чем
если вы врезались в приборную панель разбитой машины, или даже если вы
слишком зажат ремнем безопасности.
Кузов автомобиля может иметь зоны деформации, сборки
в дизайн кузова автомобиля, как спереди, так и сзади, чтобы поглотить
кинетическая энергия любого сильного удара.Это увеличивает
время замедления, тем самым уменьшая силу, которую испытывает ваше тело.

Фотографии (подделки) умеренно
резкое столкновение автомобиля с кирпичной стеной дает представление о том, что такое
«зона деформации» — это все.
Вы увидите подобное повреждение сзади
вашего автомобиля (2-я зона деформации), если кто-то врезался в вас сзади.

Велошлемы и защитные шлемы
Шлемы, которые носят велосипедисты или мотоциклисты
наездники (мотоциклисты) имеют внутреннюю подкладку из пены (или другой энергетической
поглощающий материал), чтобы смягчить голову при ударе.
Пена
увеличивает время до того, как ваша голова перестанет двигаться из-за удара.
меньшее замедление в течение большего периода времени снижает силу удара, которую испытывает ваша голова.

ВЕЛОСИПЕДНЫЕ ШЛЕМЫ

Все разработано
с учетом безопасности (и комфорта).

Основная
Характеристики безопасности мотоциклетного защитного шлема — это твердая защитная внешняя оболочка и
«мягкий» вкладыш, поглощающий энергию удара. Комфортная набивка из пеноматериала.
поглотит кинетическую энергию при ударе.

Изображение
из

КАЛИФОРНИЯ ПРОГРАММА БЕЗОПАСНОСТИ МОТОЦИКЛИСТОВ

и при поддержке Калифорнийского дорожного патруля

Схема советует мотоциклистам в шлемах
которые не соответствуют всем проиллюстрированным конструктивным характеристикам безопасности, должны
поменять шлем!

На прогулке наткнулся на
пара мотоциклистов, любезно разрешившая мне сфотографировать.Оба пережили
серьезная авария, но как только защитный шлем оказался в ситуации удара,
его необходимо заменить. Вы можете четко увидеть все функции, описанные в
диаграмма выше.
Итак, мотоциклисты-подростки, покупайте самые безопасные
шлем, он может стоить дороже, но без лучшего шлема он может стоить вам
даже больше.

Исследования постоянно развиваются
новые материалы для повышения эффективности функций безопасности, будь то
автомобильные кузова или шлемы.

Те же идеи применимы к безопасности в игре
зоны для детей и безопасности при занятиях спортом, например, гимнастикой

Игровое оборудование установлено на безопасность
коврики, поглощающие силу удара при падении на них ребенка.
Они должны быть из резины или поролона.
материалы.
Идея этой «мягкой» пьесы
полы должны увеличить время воздействия за счет использования материала, который
сжимается при ударе, чего не может случиться с твердой поверхностью.
Если гимнасткам необходимо совершить приземление из куска
устройство, которым они должны приземлиться на мягкой поверхности, чтобы уменьшить удар
заставьте ноги испытать и избежать травм.
Коврики безопасности особенно необходимы, когда
изучение новых процедур, в которых с большей вероятностью могут возникнуть ошибки и несчастные случаи.
случаться.
Как на соревнованиях, так и на тренировках использование матов
теперь является обязательным на большинстве мероприятий, и гимнастки могут использовать дополнительные
мат для приземления, без вычетов, пока они приземляются в пределах указанного
расстояние.
Даже футболистов носят скромные накладки на голени
чтобы защитить свои ноги от жестких подкатов!
Толстый слой материала поглощает энергию
удар ногой или ботинком «отборщика», увеличивая время удара и
уменьшение силы удара.
–

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(h) Некоторые расширенные расчеты тормозной силы и кинетической энергии

a = ускорение или
замедление ( м / с ² ), Вт =
проделанная работа ( Дж, ), F = усилие ( Н, ),
d = расстояние ( м )

1 квартал
Предположим, что автомобиль массой 1200 кг движется со скоростью 18 м / с (~ 40 миль в час) и должен пройти
аварийная остановка с опасностью в 30 м впереди.

(a) Рассчитайте замедление
автомобиль и (b) задействованное тормозное усилие .
(a) Сначала используйте уравнение движения
v ² — u ²
= 2ad для расчета замедления.
где v = конечная скорость, u = начальная скорость, a =
ускорение (∆v / ∆t), d = пройденное расстояние
Предполагая равномерное замедление и v = 0 (
остановка), u = 18 м / с, d = 30 м
v ² — u ² = 2ad, 0 — 18 ²
= 2 х а х 30
60a = -324, поэтому a = -324/60 =

-5.4 м / с ²
(обратите внимание на отрицательный знак замедления)
(Это проще сделать, если у вас
учитывая время торможения, можно просто использовать a = ∆v / ∆t, что я сделал в предыдущем разделе, сравнивая автомобиль и
грузовой автомобиль, и назвал его
2 квартал)
(b) Затем вы используете уравнение 2-го закона Ньютона.
F = ma ,
где F = замедляющее тормозное усилие, m = масса автомобиля,
а =
замедление автомобиля = изменение скорости / затраченное время
Подставляя в уравнение (можно игнорировать
знак ускорения здесь, а НЕ вверху)
F = ma = 1200 x 5.4 =
6480 N
Комментарий: Вот почему ваше тело выбрасывается вперед. В
замедление составляет чуть более половины значения ускорения, которое вы
опыт из-за гравитационного поля Земли. Если ты
при высокоскоростном ударе сила может быть намного больше и
следовательно, разрушительно для вас и для машины!
См. Раздел на
характеристики безопасности автомобильного транспорта

Q2 Небольшой отечественный автомобиль весом 1000 кг (1 тонна)
с двумя осями на скорости 60 миль в час (26.84 м / с)

будет иметь кинетическую энергию = 0,5 мВ ² = x 1000
х 26,84 ² =
3,6 x 10 ⁵ J (360 кДж, 3 с.ф.)

Тяжелый седельный тягач из 6 человек
оси могут весить с полной нагрузкой до 43000 кг (43 тонны) на скорости 60 миль в час.
(26,84 м / с)

будет иметь кинетическую энергию = 0,5 мВ ² = x
43000 x 26,84 ² =
1.55 х 10 ⁸ Дж
(15 500 кДж, 3 н.д.)

Теперь обе эти машины должны быть
возможность остановиться на таком же безопасном расстоянии в аварийной ситуации.

Двухосный вагон будет иметь четыре комплекта
тормозных колодок.
Шестиосный грузовой автомобиль будет иметь
двенадцать комплектов тормозных колодок, в три раза больше, чем у автомобиля.
Это означает остановиться в такой же безопасности
расстояние, тормозное усилие, прилагаемое каждым комплектом колодок в товарах
Автомобиль должен быть намного больше, чем для автомобиля.
При скорости 50 миль в час (22,37 м / с) предположим, что
безопасный тормозной путь — 38 м.
Затем мы можем вычислить общую
тормозное усилие необходимо для остановки через три секунды.
(i) для обоих автомобилей замедление
a = ∆v / ∆t = 22,37 / 3 =
7,457 м / с ²
(ii) F = ma
из 2-го закона Ньютона, сила в ньютонах, масса в кг, замедление в
метров в секунду ²
Для автомобиля: F
= 1000 х 7.457 = 7 460 N
(3 н.ф.),
то есть
Тормозное усилие 1865 Н на комплект из четырех тормозных колодок.
Для товаров
автомобиль: F = 43 000 x 7,457 =
321 000 N
(3 н.ф.).

это
Тормозное усилие 26750 Н на комплект тормозных колодок.
Это означает
Тормозные колодки для грузовых автомобилей должны создавать тормозное усилие более чем в 14 раз.
из машины.
(Для тех знатоков
в физике дорожных транспортных средств, я ценю, что они упрощены
расчеты)
Подробнее о расчетах F = ma
видеть
Второй закон Ньютона
Движение и
расчет импульса

Q3 Предположим
автомобиль, движущийся со скоростью 30 м / с (~ 70 миль в час), должен сделать аварийную остановку, чтобы избежать
опасность.

Если масса автомобиля составляет 1500 кг, то
тормозное усилие автомобиля 6000 Н и уставшего водителя
время реакции — 1.5 секунд, рассчитайте следующее:
(a) Рассчитайте мышление
расстояние водителя (s = скорость (м / с), d — расстояние (м), t = время
(s))
s = d / t, d = s x t = 30 x 1,5 =
45 м = мышление
расстояние
(б) Рассчитайте начальную кинетическую
энергия автомобиля (m = масса автомобиля в кг, v = скорость автомобиля (м / с)
KE = mv ² = 0.5 х 1500
х 30 ² = 675000 =
6,75 х 10 ⁵ Дж =
начальная КЭ вагона
(c) Рассчитать тормозной путь
для остановки автомобиля (W = проделанная работа торможения (J), d = торможение
расстояние (м)
Работа, выполняемая при торможении автомобиля, должна
равны кинетической энергии автомобиля (см.
График 3
обсуждение)
W = F x d = KE = mv ²
= 6.75 х 10 ⁵ Дж
W = F x d, d = W / F = 6,75
х 10 ⁵/6000 =
113 м = тормозной путь (3 с.ф.)
(d) Рассчитайте тормозной путь
автомобиля
тормозной путь = мышление
расстояние + тормозной путь
= 45 + 113 =
158 м = тормозной путь

Q4 См.
реакция
время эксперимент

Q5 Автомобиль с полноприводным двигателем 1500 кг, путешествующий в возрасте 18 лет.0
м / с (~ 40 миль / ч) съезжает с дороги, не снижая скорости до столкновения и
снос кирпичной стены.

Если на снос потребовалось 0,200 секунды
стена, вычислить следующие …
(а) Какова начальная кинетическая
энергия машины?
KE = mv ² = 0,5 x 1500
х 18 ² = 243 000 =
2,43 х 10 ⁵
J
(б) Какие работы выполняются на стене
и машина при остановке машины?

2.43 х 10 ⁵
J , потому что вся кинетическая энергия автомобиля должна быть
удаленный.
(c) Что происходит с кинетической
энергия автомобиля после удара?
Накопитель кинетической энергии
автомобиль обнуляется и энергия преобразуется в тепло
(сжатием или трением) и некоторой звуковой энергией (которая закончится
вверх как тепло тоже). Так накопитель тепловой энергии стены, автомобиля и
окружающий воздух увеличен .
(d) Рассчитать скорость
замедление
Замедление = изменение скорости /
затраченное время = ∆v / ∆t = (0 — 18) / 0,2 =
-90 м / с ²
(e) Что такое
тормозящая сила, действующая на автомобиль?
От Ньютона
2-й закон: F (N) = m (кг) x a (m / s ²)
замедление
сила = 1500 х -90 = 135 000 =

-1.35 х 10 ⁵
№
Сила
(от стены) отрицательно, потому что действует в противоположном направлении.
направление движения автомобиля.
Если бы машина была
при торможении вовремя замедляющая сила будет положительной (в каждом
смысл слова!).

Q6 Представьте себе машину 1000
кг при движении со скоростью 20 м / с при аварийной остановке на расстоянии 25 м —
тормозной путь.

Рассчитайте среднее тормозное усилие
производится водителем при нажатии на педаль тормоза.
Для решения этого вопроса используйте
несколько формул.
(а) Рассчитайте кинетическую энергию
машина.
KE = 0,5 мВ ² = 0,5 x
1000 x 202 = 200000 Дж
(b) Какие работы необходимо сделать, чтобы
машина остановилась? Поясните свой ответ.
Если кинетическая энергия автомобиля
составляет 200000 Дж, то
200 000 Дж
работы должны быть выполнены, чтобы довести KE автомобиля до нуля, т.е.
нулевая скорость.
(c) Рассчитайте среднее торможение.
требуется сила.
Работа (Дж) = сила (Н) x расстояние
(м)
работа = 200 000 Дж и торможение
дистанция 25 м
сила = работа / расстояние = 200000
/ 25 =
Среднее тормозное усилие 8000 Н.

Q7 Массовый фургон
2000 кг отклоняется от дороги со скоростью 30 м / с и становится неподвижным после наезда
каменная стена.

(a) Если сила удара на фургон
48 000 Н, рассчитайте время остановки.

F = m∆v
/ ∆t , заменяя
48 000 = 2000
х (30-0) /
∆t
48 000 = 60
000/
∆t

∆t = 60 000/48
000 =
1.25 с
(b) Объясните, как ремень безопасности и
надувание подушки безопасности может спасти жизнь водителю.
При ударе тело водителя
разогнался вперёд.
(i) Ремень безопасности
растягивается достаточно, чтобы уменьшить скорость изменения количества движения —
увеличение времени замедления.
(ii) «Мягкая» надутая подушка безопасности.
также снижает скорость изменения количества движения и поглощает кинетические
энергия при столкновении с телом водителя.

Q8 A 20000 кг дорога
автомобиль приходит к аварийной остановке.

Равномерное тормозное усилие 8000 Н
применяется водителем до тех пор, пока транспортное средство не остановится в
расстояние 20 м.
(a) Рассчитайте скорость
автомобиль незадолго до того, как были задействованы тормоза.
Работа при торможении =
тормозная сила x расстояние задействованных тормозов = 8000 x 20 = 160000 Н
Всего работ выполнено в
торможение = кинетическая энергия транспортного средства в момент
сначала включаются тормоза.
KE = 0,5 мВ ²,
перестановка дает v = √ {(KE / (0,5 x m)}
v = √ {(160 000 / (0,5 x 20
000)} = 4 м / с
(б) Каковы основные источники энергии?
происходит передача магазина?
Кинетическая энергия
автомобиль в основном преобразуется за счет трения, чтобы увеличить
накопитель тепловой энергии частей автомобиля и окружающей среды
воздушный или автомобильный.
Подробнее о кинетической энергии
расчеты см.
Кинетический
расчеты накопителя энергии

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

(i) Простая реакция
время экспериментов

Но может сопровождаться умеренно
сложные расчеты!

Время вашей реакции на ситуацию обычно может быть 0.2 к
0,8 секунды при полной готовности. Однако на время вашей реакции могут повлиять
усталость, плохое самочувствие, наркотики, алкоголь, другими словами все, что
влияет на скорость работы вашего мозга.

См.
Введение
к нервной системе, включая рефлекторную дугу

Вы можете провести довольно простые эксперименты, чтобы проверить свой
время реакции на ту или иную ситуацию. Однако, поскольку время реакции
слишком короткий, секундомер бесполезен, но есть способы измерить ваш
время реакции косвенно путем проведения других измерений, из которых вы можете
рассчитайте время своей реакции.

(a) Экран компьютера — где вы как можно быстрее отвечаете на
что-то появляется на экране.

В этой ситуации компьютер
программное обеспечение генерирует что-то на экране и автоматически
ваш ответ, отслеживая ваш контакт с клавиатурой или
щелкнув мышью.
Я быстро написал чрезвычайно
простая компьютерная программа для проверки вашей реакции на появление X на
экран.
Время отклика
test: вероятно, работает только на платформах Microsoft, и
может не все?
Ваша антивирусная защита может
запросите его, потому что это файл .exe , но он написан с
составлен BBC BASIC и не должен представлять никакой угрозы. К сожалению, Я
так и не научился писать на многоплатформенном профессиональном компьютере
язык программирования, но мне не хватает проектов для веб-сайтов!

(b) Простой тест на физическую реакцию —
падение
линейка для испытания на падение

Вы заставляете кого-то держать линейку вертикально , с
большой и указательный пальцы над чужой рукой, готовый поймать
большим и указательным пальцами.
Первое изображение справа. В
линейку следует держать наверху шкалы и твердыми руками от
оба человека.
Ловящий человек должен иметь
середина их большого пальца и палец примыкают к нулю на см
шкала — присядьте, чтобы убедиться, что вы читаете шкалу
по горизонтали.
Тогда, без предупреждения, человек, держащий линейку,
отпусти это. Второй человек должен отреагировать как можно быстрее и
поймать упавшую линейку между большим и указательным пальцами.
Второе изображение справа. The
Чем больше расстояние, тем медленнее ваша реакция!
Когда поймают, вы читаете, как далеко
линейка упала, считая показания с точностью до сантиметра,
откуда находятся середина их большого пальца и пальца.
Вы повторяете эксперимент номер
раз, чтобы получить среднее значение , но это не особенно точное
эксперимент.
У вас должны быть устойчивые руки, а не
пусть линейка раскачивается или падает под углом, отличным от вертикального. Ты
также должны использовать ту же линейку и те же люди, которые роняют линейку
и ловить его (критерии честного тестирования), хотя, очевидно, можно сравнить
результаты одного человека с другим.
Чем меньше время отклика, тем
далее правитель падает до того, как его поймают. Вы можете повторить
поэкспериментируйте, отвлекая фон — группу людей
разговариваете поблизости, или кто-то пытается вовлечь вас в разговор или
Музыка.

Q4 Тогда вы можете сделать что-нибудь «изящное»
вычисления, чтобы на самом деле получить реальное время отклика — так что вы
использование косвенных данных для получения времени отклика.
Он включает двухэтапный расчет.
Предположим, что линейка поймана после
среднее падение 25 см.
(i) Вы используете уравнение v ²
— u ² = 2ad ,
для расчета конечной скорости (подробнее
расчеты по этому уравнению)
v = конечная скорость (м / с), u =
начальная скорость (м / с), a = ускорение = 9.8 м / с ²
(ускорение свободного падения),
и d = пройденное расстояние (м)
Так как u = 0 и d = 25/100 = 0,25
м
v ² — 0 = 2 x 9,8 x
0,25 = 4,9
v = √4,9 = 2,214 м / с (ее
не так точно, но мы оставим н.ф. до конца)
(ii) Теперь мы можем использовать ускорение
формула для расчета времени отклика.
а = ∆v / ∆t,
где a = ускорение (9,8 м / с ²), ∆v = изменение
скорость (м / с) и ∆t = время отклика
Следовательно:
9,8 = 2,214 /
∆t, ∆t = 2,214 / 9,8 =
0,23 с
(2 н.ф.)
Итак, дальше
В среднем время отклика составило около четверти секунды.

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

Движение и связанные с ним силы, индекс (включая Законы Ньютона
Движение)

1.Скорость и скорость — взаимосвязь между
расстояние и время, графики расстояние-время gcse Physics
2. Ускорение, интерпретация и расчеты графика скорость-время.
решение проблем
Примечания к редакции физики gcse
3. Ускорение,
трение, эффекты сопротивления и эксперименты с конечной скоростью
Примечания к редакции физики gcse
4. Первый, второй и третий законы Ньютона.
Расчет движения, инерции и F = ma
Примечания к редакции физики gcse
5.Время реакции тормозной путь и пример
расчеты
Примечания к редакции физики gcse
6. Упругие и неупругие столкновения, импульс.
вычислений и 2-го закона Ньютона
движение
заметки gcse по физике

Версия IGCSE
заметки тормозной путь скорость торможения кинетическая энергия KS4 физика научные заметки на
тормозной путь скорость торможения кинетическая энергия руководство по физике GCSE
заметки по тормозному пути скорость торможения кинетическая энергия для школ колледжи академии преподаватели курсов естествознания изображения
рисунки диаграммы для тормозного пути скорость торможения кинетическая энергия наука пересмотр примечания на
тормозной путь скорость торможения кинетическая энергия для пересмотра модулей физики разделы физики заметки для помощи в понимании
тормозной путь скорость торможения кинетическая энергия университетские курсы физики
карьера в науке и физике вакансии в машиностроении
технический лаборант
стажировка инженер стажировка по физике США 8 класс 9 класс 10 AQA
Примечания к редакции GCSE 9-1 по физике, тормозной путь
скорость торможения кинетическая энергия GCSE
примечания по тормозному пути скорость торможения кинетическая энергия Edexcel GCSE 9-1 физика наука пересмотр примечания к
тормозной путь скорость торможения кинетическая энергия для OCR GCSE 9-1 21 век
физика научные заметки о тормозном пути скорость торможения
кинетическая энергия OCR GCSE
9-1 Шлюз физики
примечания к изменениям тормозного пути Скорость торможения кинетическая
энергия WJEC gcse science CCEA / CEA gcse science

ВЕРХ СТРАНИЦЫ
и субиндекс

Управление скоростью или работа с остановкой транспортного средства

Остановка автомобиля

Концепции и исследования
Дейл О.Ритцель, доктор философии, Центр безопасности, Университет Южного Иллинойса,
Карбондейл, Иллинойс 62901-6731

9 сентября 2003 г.

Слишком быстрое вождение является основной причиной аварий, травм и
со смертельным исходом. Вы должны отрегулировать скорость
в соответствии с погодными условиями, дорогой (например, холмы и повороты), видимостью и
движение. Многие люди въезжают в фальшивую
вера в то, что если бы машина впереди внезапно начала тормозить, они отреагировали бы и
тормоз и в конечном итоге остановились на одинаковом расстоянии друг от друга.

Общий тормозной путь автомобиля складывается из 4 компонентов.

Человеческое восприятие
Время / Расстояние

Реакция человека
Время / Расстояние

Реакция транспортного средства
Время / Расстояние

Время / расстояние торможения автомобиля

Человек
Время восприятия / расстояние — это расстояние, которое проходит ваш автомобиль.
с того момента, как ваши глаза увидят опасность, пока ваш мозг не распознает ее.Время восприятия для бдительного водителя составляет около секунды. На скорости 55 миль в час вы
пройти 60 футов в секунду (Хороший способ вычислить это — взять 1,1
умноженная на скорость [в милях в час] = расстояние восприятия в футах).
Человек
Время реакции / расстояние — это расстояние, пройденное с момента времени.
ваш мозг приказывает ноге отодвинуть педаль газа до тех пор, пока не наступит время
ваша нога нажимает на педаль тормоза. Среднестатистический водитель реагирует внутри
второй. Это добавляет дополнительные 60 футов к расстоянию, пройденному на скорости 55 миль в час.
(Хороший способ вычислить это — взять 1.В 1 раз больше скорости [в милях на
час] = время реакции в футах).
Автомобиль
Время реакции / расстояние. Однажды
педаль тормоза нажата, время реакции автомобиля, которое
зависит от люфта педали тормоза, гидравлических свойств тормоза
жидкость и исправность тормозной системы. Это время обычно от 0 секунд.
(для целей этого обсуждения время реакции автомобиля / расстояние будет
рассчитывается как ноль, однако может быть с точностью до секунды).Вот почему
автомобиль с задним ходом обычно не может остановиться, когда загорелся стоп-сигнал в
автомобиль впереди, этот водитель уже завершил восприятие человека и
периоды реакции автомобиля.
Автомобиль
Тормозной путь — это расстояние, необходимое автомобилю для остановки.
как только вы нажмете на тормоз. На скорости 55 миль в час по сухому асфальту требуется транспортное средство.
при хороших тормозах около 4 секунд до остановки. За это время автомобиль
проедет еще 182 фута (тормозной путь = 0.В 06 раз быстрее
в квадрате). Последний фактор
относящиеся к тормозной способности транспортных средств, которая зависит от таких факторов, как
в виде;

тип торможения
система,
материал тормозных колодок,
регулировка тормозов,
давления в шинах,
протектор и сцепление шины,

Масса автомобиля

,
подвеска,
коэффициент
трение о дорожное покрытие,
скорость ветра,
уклон дороги,
гладкость поверхности
торможение
техника, примененная водителем.

Итого
тормозной путь ; на скорости 55 миль в час это займет около 6
секунд, чтобы остановить автомобиль. Транспортное средство проедет около 302
ноги, прежде чем остановиться. Это длиннее футбольного мяча
поле.

Правила
большого пальца руки

Когда вы удваиваете скорость,
для остановки вашего автомобиля требуется в четыре раза больше расстояния.
В вашем автомобиле будет четыре
раз разрушительная сила в аварии.
Вы не можете управлять транспортным средством или тормозить, если у вас нет тяги. Тяга
трение между шинами и дорогой. Снизьте скорость на мокрой и
скользкие дороги.
На мокрой дороге возможна двойная остановка
расстояние. Снизьте скорость примерно на 1/3 на мокрой дороге. Например медленно
вниз с 55 до 35 миль в час.
На утрамбованном снегу уменьшите
скорость на или более.
Если дорога гололедица, уменьшить
ваша скорость до ползания. Прекратите водить машину как можно скорее.
Пустым грузовикам требуется больше
тормозной путь. У пустого автомобиля меньше тяги. Тормоза
предназначен для контроля максимального веса агрегата; поэтому тормоза
легче запираться, когда прицеп пустой или слегка загружен. Это может
вызвать занос и потерю управления.

Скользко, когда
мокрый

Тенистые участки дороги
останется ледяной и скользкой еще долгое время после того, как растает открытое пространство.
Мосты замерзли раньше
дорога замерзает. Будьте осторожны при температуре около 32 градусов
F.
Легкое плавление делает
ледяной. Мокрый лед более скользкий, чем немокрый.
Черный лед тонкий
слой, достаточно четкий, чтобы вы могли видеть дорогу под ним. Это
дорога выглядит мокрой. Когда температура ниже нуля и
дорога выглядит мокрой, следите за гололедом.
Если лед спереди
зеркала, подставки для зеркала или антенны, вероятно, поверхность дороги
начинает обледеневать.
Дороги очень
скользко, когда начинается дождь. Сразу после начала дождя вода смешивается
с маслом на дороге, что делает ее необычайно скользкой.

Гидропланирование — В хорошую погоду, при воде или слякоти
собирает в дороге. Когда вода образует слой между
поверхность тротуара и шину во время движения транспортного средства. Когда это
Бывает, ваше транспортное средство может гидроплан. Шины теряют контакт с дорогой
и мало или совсем не тяга.Возможно, вы не сможете управлять автомобилем или тормозить.
Гидропланирование может происходить на скорости до 30 миль в час. Гидропланирование больше
вероятно, если давление в шинах низкое или протектор изношен.

Уберите ногу с
ускоритель.
Это замедлит ваш
автомобиль и позвольте колесам свободно вращаться.
Не использовать тормоза
замедлить.
Если ведущие колеса начинают буксовать, поверните в направлении
Ты хочешь идти.

Скорость и
Кривые

Если взять
слишком быстрый поворот, ваши шины могут потерять сцепление с дорогой.Это могло вызвать
ваш автомобиль, чтобы съехать с дороги или перевернуться. Испытания показывают, что грузовики с
высокий центр тяжести может перевернуться на указанном ограничении скорости на повороте.

Медленно до безопасной скорости перед
вы вводите кривую.
Торможение на повороте
опасно, потому что вы можете заблокировать колеса и вызвать занос.
Никогда не превышайте заявленную скорость
предел для кривой.

Скорость и
Расстояние впереди

У вас всегда должна быть возможность
остановитесь на таком расстоянии, которое вы видите впереди.
Туман, дождь или другие условия
может потребовать от вас замедления.
Ночью не видно, как
далеко с ближним светом, как можно с дальним светом. Когда вы используете ближний свет,
замедлять.

Скорость на
Снижение версии

Когда вы спускаетесь, ваш
скорость автомобиля увеличивается.
Никогда не превышайте максимально безопасный
скорость на понижении.
Понижение передачи на пониженную передачу
прежде чем смотреть на оценку.
Вы должны использовать торможение
эффект двигателя для контроля вашей скорости на понижении.Двигатель
Эффект торможения максимален, когда частота вращения близка к регулируемым, а трансмиссия работает на пониженной передаче.
Сохраните тормоза, чтобы
может замедляться или останавливаться в зависимости от дорожных условий и дорожных условий.

Назначение: Для следующих скоростей, указанных в
таблица, определение расстояния восприятия человеком в ногах, реакция человека
расстояние в футах, расстояние реакции автомобиля в футах (используйте 0 секунд) и
тормозной путь автомобиля в футах.Наконец, рассчитайте общий тормозной путь для 20 миль в час, 30 миль в час, 55 миль в час,
и 70 миль в час. Отправьте результаты вашего
расчеты вашему инструктору по адресу [email protected].

	20 миль / ч	30 миль / ч	55 миль / ч	70 миль / ч
Человек Расстояние восприятия
Человек Расстояние реакции
Автомобиль Расстояние реакции
Автомобиль Тормозной путь
Общий тормозной путь

Комментарии: Веб-мастер — EOE — Политика конфиденциальности — 24 марта 2009 г.

Рубрики

Рассчитать скорость по тормозному пути: Расчет скорости автомобиля по длине тормозного пути

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор остановочного пути

Определения и формулы

Остановочный путь

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время восприятия и оценки водителем ситуации

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время реакции водителя

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы

Замедление

Тормозной путь автомобиля

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с использованием второго закона Ньютона

Вывод зависимости тормозного пути от скорости и трения с помощью энергетического метода

Время торможения

Движение вверх и вниз по уклону

Уклон

Критический угол

Пример

Особые случаи

Литература

Вот как можно рассчитать тормозной путь: Формула

Как рассчитать расстояние тормозного пути автомобиля.

Что такое формула тормозного пути?

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Какие факторы влияют на торможение и тормозной путь?

Как повысить безопасность при управлении автомобилем?

Остановочный путь

Остановочный путь

Путь реакции

Путь реакции зависит от:

Путь реакции можно существенно сократить, если вы:

Путь реакции может существенно увеличиться, если

Расчет пути реакции

Тормозной путь

Тормозной путь зависит от:

Расчет тормозного пути

Остановочный путь

Тормозной путь — калькулятор, формула и расчет онлайн

Калькулятор тормозного пути

Формула тормозного пути

Понятия и пояснения

водителям пояснили / Авто / Судебно-юридическая газета

Тормозной путь автомобиля: определение, формула, расчет

Понятие тормозного пути автомобиля

От чего зависит тормозной путь?

Формула расчета тормозного пути

Чем отличается тормозной путь от остановочного?

Как рассчитать полное время остановки и итоговый тормозной путь?

Тормозной путь автомобиля

От чего зависит тормозной путь

Когда и как производится замер

Как увеличить интенсивность замедления

Что еще стоит почитать

Понимание остановки и тормозного пути в физике — урок физики [видео 2021]

Расстояние мышления (TD)

Тормозной путь (BD)

Резюме урока

Калькулятор остановочного пути автомобиля • Механика • Онлайн-конвертеры единиц

Определения и формулы

Остановочный путь

Дистанция восприятия человека

Дистанция реакции человека

Расстояние задержки тормоза

Deceleration

Тормозной путь автомобиля

Вывод с использованием метода второго закона Ньютона

Расчет с использованием энергетического метода

Время торможения

Тормозное расстояние на подъеме и спуске

Уклон

Критический угол

Пример

Особые случаи

Ссылки

Физика остановки автомобиля

Знаете ли вы, как рассчитать тормозной путь?

Что такое тормозной путь?

Факторы, влияющие на расстояние

Рассчитайте тормозной путь EASY WAY.

Видео с вопросом: Расчет тормозного пути с учетом времени реакции, скорости автомобиля и замедления