Как найти тормозной путь: Как находить тормозной путь? — ответ на Uchi.ru

Задача для 7-го класса. Чей тормозной путь длиннее: тяжелой машины или легкой?

Автор:&nbspАндрей Гомыляев

Наш читатель Михаил прислал фотографию с текстом ответа на, казалось бы, простую задачу по физике. Но этот снимок на самом деле может породить бурные обсуждения. Входные данные таковы: есть две машины, одна тяжелая, другая легкая. Какую машину сложнее остановить, у какой при прочих равных условиях будет больший тормозной путь?

«Решали задачу 7-го класса: какую машину остановить труднее — тяжелую или легкую? — рассказал Михаил. — Я, как опытный водитель, ответил, что тяжелую. Но учительница в школе так не считает. По ее версии, более легкая машина имеет больший тормозной путь, а следовательно, ее сложнее остановить».

Мы предлагаем подумать над задачей 7-го класса пользователям Onliner. Но напомним, что в первую очередь — это физика для семиклассников, а не реальная жизнь!

Предположим, в «Дано» упоминается, что все условия, кроме массы, равны. То есть поверхность дорожного покрытия, шины (в том числе износ), скорость транспортных средств одинаковы. Не спешите с ответом, подумайте: с одной стороны, большая масса увеличивает инертность машины, с другой — увеличивает сцепление шин с дорогой. Так кто все же прав: ученик или наставник?

Чей тормозной путь длиннее?

Чтобы сделать свой выбор, войдите или зарегистрируйтесь

Тяжелой машины

Легкой машины

Масса не имеет значения

Неохота думать. Результаты

Голосовать

Ответ:

В поисках правильного ответа на, казалось бы, простую задачу мы обратились к преподавателю математики и физики c 30-летним стажем, соучредителю центра «100 баллов» Евгению Ливянту:

«Важно, чтобы у обоих автомобилей были одинаковые следующие условия: материал и рисунок протектора шин, поверхность асфальта, горизонтальная дорога. Масса транспортного средства в расчетах длины тормозного пути не имеет значения. Тут необходимо вспомнить, что сила трения скольжения вычисляется по формуле F (тр) = μN, где N — сила нормальной (то есть перпендикулярной поверхности) реакции опоры, а μ — коэффициент трения. Коэффициент трения вычисляется экспериментальным путем, является характеристикой материалов двух (обязательно) соприкасающихся поверхностей и указывается в таблицах (коэффициент трения резины по асфальту не равен коэффициенту трения резины по железу). Сила нормальной реакции опоры в случае движения автомобиля по горизонтальной дороге равна силе тяжести (N=mg).

Согласно второму закону Ньютона, в данном случае ma = –F (тр), откуда следует, что ускорение автомобиля не зависит от его массы (a=–μg). Одним словом, при равных прочих условиях тормозной путь тяжелой машины и легкой машины одинаков и не зависит от массы. Причем тормозной путь пропорционален квадрату начальной скорости. То есть при увеличении скорости в два раза тормозной путь увеличится в 4 раза.

Но я хотел бы оговориться, что все рассуждения приводятся для случая блокирования колес в начале торможения, то есть если автомобиль с началом торможения ведет себя как брусок. В реальности все гораздо сложнее: и колеса проворачиваются в зависимости от тормозной системы, и коэффициент трения скольжения существенно отличается от коэффициента трения качения… Я думаю, что инженеры учитывают еще какие-то параметры».

Но если вернуться к школьной задаче, то ответ однозначный: на горизонтальной дороге длина тормозного пути автомобиля не зависит от его массы.

Тормозной путь и безопасность учащихся

   

Тема:   Тормозной путь и безопасность учащихся.

Цель:  

Изучить статистику ДТП (Дорожно-транспортных происшествий) и понятие тормозного пути; рассмотреть условия и внешние факторы, влияющие на величину тормозного пути.

Задачи:

• Прочитать дополнительную литературу о тормозном пути;
• Найти информацию о тормозном пути в интернете;
• Изучить факторы, влияющие на тормозной путь;
• Измерить тормозной путь различных автомобилей в разных погодных условиях, на различных дорожных покрытиях, при различной начальной скорости торможения;
• Рассчитать ускорение и время торможения автомобилей;
• Построить графики зависимости тормозного пути от различных факторов;
• Составить азбуку правил дорожного движения, с указаниями наших расчетов и некоторыми правилами дорожного движения для школьников, являющихся участниками дорожного движения;

Гипотеза:  Мы предполагаем, что дети, попавшие в ДТП, чаще всего не знали о понятии тормозного пути и факторах, влияющих на него.

Мы предполагаем, что основными факторами, влияющими на величину тормозного пути, являются начальная скорость торможения, погодные условия и характер дорожного покрытия..

Объект исследования:

Тормозной путь.

Актуальность данной темы:  

        Статистика показывает, что число ДТП, связанных с нарушением Правил дорожного движения (ПДД) как водителями, так и пешеходами, снижается незначительно. Пешеходы стараются быстрее перебежать дорогу, сэкономив доли минуты, но зачастую не учитывают дорожную ситуацию, что ведёт к довольно печальным последствиям.

План проведения исследований.

1. Статистика ДТП с указанием числа погибших и раненых 2010 – 2011 год.

2. Понятие «тормозной путь» по разным источникам.

3. Факторы, влияющие на тормозной путь:

а)  Сила трения (покрытие дороги, состояние шин и погодные условия)

б) начальная скорость при торможении.

в) марка автомобиля.

4.Расчёт времени торможения t, начальных условий при торможении.

5. Графики зависимости тормозного пути S от:

а) времени движения t

б) начальной скорости движения Vо

6. Подведение итогов исследования.

7. Заключение с рекомендациями для учащихся, переходящих дорогу.

В 2010 году в Российской Федерации произошло 199 431 дорожно-транспортное происшествие, в результате которых  26 567  человек погибли,  250 635  человек получили ранения. В Республике Саха (Якутия) зарегистрировано 903 дорожно-транспортных происшествия, 119 человек погибли, 1093 получили ранения различной степени тяжести.

В 2010 году в России 11 845  ДТП произошли по вине водителей, находившихся за рулем в состоянии опьянения, в результате этих ДТП  1 954  человека погибли,  17 280  человек получили ранения. В Якутии по вине нетрезвых водителей зарегистрировано 104 ДТП, в которых 18 человек погибли, 150 получили ранения.

            За прошедший год в России произошло 20 262  ДТП с участием детей, в которых 898  детей погибли, 21 149  детей получили ранения. В Якутии зарегистрировано 137 ДТП с участием детей и подростков в возрасте до 16 лет, в которых 7 юных участников дорожного движения погибли, 143 получили травмы.

Торможение — процесс, направленный на снижение скорости транспортного средства вплоть до его полной остановки. Торможение является чрезвычайно важным и в то же время довольно трудным с точки зрения формирования навыков управления автомобилем. Умение грамотно и эффективно тормозить является одним из условий обеспечения безопасности при движении автомобиля.

В каждом автомобиле имеется тормозная система. При неисправности тормозной системы эксплуатация, а также дальнейшее движение транспортного средства категорически запрещается, поскольку это чревато катастрофическими последствиями.

Мы выяснили, специалисты выделяют два основных вида торможения: экстренное торможение и служебное торможение. Экстренное торможение называют также «нештатным», а служебное — «штатным».

Экстренное торможение является максимально интенсивным и применяется при возникновении сложной и непредвиденной дорожной обстановки: для предотвращения наезда на пешехода, столкновения с другим транспортным средством либо иным внезапно появившимся препятствием и т. п. Во многих случаях избежать ДТП удается именно с помощью экстренного торможения. Именно поэтому оно и называется «нештатным»: водитель не предполагает снизить скорость или остановиться, но вынужден это сделать как можно быстрее для предотвращения ДТП.

Опытные водители утверждают, что при выполнении экстренного торможения нельзя ни в коем случае поворачивать рулевое колесо, поскольку в подавляющем большинстве случаев это приводит к закручиванию автомобиля вокруг своей оси. Изменить траекторию движения с помощью данного приема не удастся, как ошибочно полагают многие водители. Кроме того, выполняя экстренное торможение, необходимо сохранять за рулем свою обычную позу, не наклоняясь вперед (одна из самых распространенных ошибок, допускаемых водителями), необходимо сидеть ровно, прислонившись к спинке сиденья, чтобы ощущать его лопатками. Это позволит «чувствовать» свой автомобиль, что очень важно в подобной ситуации.

Еще одной распространенной и опасной ошибкой, которая свойственна в первую очередь новичкам — выключение сцепления при экстренном торможении.

Делать это нельзя ни в коем случае, поскольку транспортное средство при этом становится полностью неуправляемым.

Служебное торможение используется для остановки транспортного средства в заранее намеченном месте либо для снижения скорости движения там, где это необходимо. Именно поэтому служебное торможение называется «штатным»: автомобиль тормозит в обычном рабочем режиме, и причиной торможения не является  быстрое и непредвиденное возникновение опасной ситуации, а штатные условия езды.

       Чаще всего водители используют плавное торможение. При движении по сухому покрытию водитель плавно нажимает на педаль тормоза, постепенно замедляя скорость движения транспортного средства, а при движении на скользкой дороге — не допуская полной блокировки колес (поскольку это может статьи причиной заноса). При плавном торможении узлы и агрегаты автомобиля подвергаются наименьшим нагрузкам, что способствует предотвращению их преждевременного износа и, как следствие, увеличению срока эксплуатации.

       Резкое торможение водители используют для максимально интенсивного уменьшения скорости движения транспортного средства вплоть до полной его остановки. Именно этот способ часто применяется при экстренном торможении. Сущность резкого торможения заключается в том, что водитель на короткий промежуток времени прикладывает значительное усилие к тормозной педали. При этом не стоит забывать, что заторможенное, и в то же время нескользящее колесо воспринимает более значительную тормозную силу, нежели при движении «юзом», поскольку в последнем случае коэффициент сцепления существенно снижается.

 Тормозной путь (из энциклопедического словаря) это расстояние, которое проходит транспортное средство с момента эффективного нажатия на педаль тормоза до полной остановки. Важно не путать с понятием остановочный путь.

         Одной из составляющих остановочного пути является тормозной путь – расстояние, пройденное автомобилем с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки.

Его величина находится в прямой зависимости от скорости движения, способа торможения и дорожных условий. При скорости 50км/ч средний тормозной путь будет составлять около 15 м, а при скорости 100 км/ч около 60м т.е. больше в четыре раза.

 Тормозной путь автомобиля зависит от многих факторов. Он зависит от:
1- начальной скорости торможения

2-дорожного покрытия
3- погодных условий
4- состояния колес и тормозной системы
5- способа торможения
6- веса автомобиля

Тормозной путь зависит от эффективности тормозных механизмов, времени срабатывания привода и тормозов, скорости движения, силы сцепления колес с опорной поверхностью (дорога, рельсы и т. п.).

Протяжённость тормозного пути зависит от начальной скорости торможения, состояния проезжей части, шин, массы транспортного средства, погодных условий. Особое влияние на протяжённость тормозного пути оказывает эффективность тормозной системы. Водитель должен вести транспортное средство со скоростью, не превышающей установленного ограничения, учитывая при этом интенсивность движения, особенности и состояние транспортного средства и груза, дорожные и метеорологические условия, в частности видимость в направлении движения.

Скорость должна обеспечивать водителю возможность постоянного контроля за движением транспортного средства для выполнения требований Правил дорожного движения.

 Тормозной путь легковых автомобилей с исправной тормозной системой не должен превышать 12,2 м (при скорости 40 км/ч на горизонтальном участке дороги с ровным, сухим, чистым цементо- или асфальтобетонным покрытием. Для автомобиля выпуска до 01.01.81 г. — 14,5 м). Наибольшую опасность для движения представляют дороги со скользким покрытием. В этих случаях дистанцию нужно увеличить как минимум втрое по сравнению с дорогой с нормальным покрытием. Например: если при скорости 60 км/ч на дороге с сухим покрытием остановочный путь автомобиля составляет 40 м, на мокром — 52 м, то на обледенелой — 86 м.

Тормозной путь зависит от силы трения скольжения, которая пропорциональна  силе давления, а значит, и силе реакции опоры.

где μ – коэффициент трения, который характеризует дорожное покрытие и состояние шин на колёсах автомобиля.

Так, для некоторых марок автомобиля стандартный тормозной путь указан в сводной таблице.

№	Марка автомобиля	Фото	Тормозной путь
	Citroën C3 Pluriel 1.4 Charleston		40,9 метров
	Hyundai ix55 V6 CRDi		42,7 м
	Daihatsu Cuore		43,2 м
	Mitsubishi L200 4×4 Intense		43,4 м
	Ford Transit FT 350 L.		43,6 м

        Так, в ходе проведения исследований нами были получены следующие результаты тормозного пути и рассчитаны ускорения и время торможения.

Дата	марка машины	tо воздуха	осадки	дорожное покрытие	начальная скорость,    v0    км/ч	начальная скорость,       м/с	тормозной путь, м	время торможения, с	Ускорение, м/с2
4.10	УАЗ	+ 4	дождь	Грунт мокрый	40		5
4. 10	УАЗ	+ 4	дождь	Грунт мокрый	60		7
4.10	УАЗ	+ 4	дождь	Грунт мокрый	80		9
5.10	ГАЗ 31029	+ 5	—	Бетон сухой	70		11
5. 10	ВАЗ 2107	+ 5	—	Бетон сухой	70		7
5.10	ТОЙОТА корона	+ 5	—	Бетон сухой	70		8
6.10	ГАЗ 31029	— 3	снег	Бетон гололёд	60		26
6. 10	ВАЗ 2107	— 3	снег	Бетон гололёд	60		21
6.10	ТОЙОТА корона	— 3	снег	Бетон гололёд	60		18
7.10	УАЗ	+ 4	—	Грунт сухой	40		3
7. 10	УАЗ	+ 4	—	Грунт сухой	60		5
7.10	УАЗ	+ 4	—	Грунт сухой	80		7
11.10	ГАЗ 31029	+ 5	дождь	Бетон мокрый	40		9
11. 11	ВАЗ 2107	+ 5	дождь	Бетон мокрый	40		6
11.10	ТОЙОТА корона	+ 5	дождь	Бетон мокрый	40		5
15.10	УАЗ	— 6	—	Грунт сухой	40		3
15. 10	УАЗ	— 6	—	Бетон сухой	40		4
15.10	УАЗ	— 6	—	Грунт сухой	60		5
15.10	УАЗ	— 6	—	Бетон сухой	60		6
15. 10	УАЗ	— 6	—	Грунт сухой	80		7
15.10	УАЗ	— 6	—	Бетон сухой	80		8
4.11	УАЗ	— 24	—	Грунт гололёд	40		15
4. 11	УАЗ	— 24	—	Бетон гололёд	40		16
4.11	УАЗ	— 24	—	Грунт гололёд	60		18
4.11	УАЗ	— 24	—	Бетон гололёд	60		19
4. 11	УАЗ	— 24	—	Грунт гололёд	80		21
4.11	УАЗ	— 24	—	Бетон гололёд	80		23
7.11	УАЗ	— 20	—	Грунт гололёд	40		14
7. 11	УАЗ	— 20	—	Бетон гололёд	40		14
7.11	УАЗ	— 20	—	Грунт гололёд	60		18
7.11	УАЗ	— 20	—	Бетон гололёд	60		16
7. 11	УАЗ	— 20	—	Грунт гололёд	80		20
7.11	УАЗ	— 20	—	Бетон гололёд	80		19

        

С малых лет до самой старости люди ездят в трамваях, автобусах, машинах, переходят через дорогу. Они становятся то водителями, то пассажирами, то пешеходами. И значит, они всю жизнь сдают экзамены на право называться дисциплинированными водителями, дисциплинированными пассажирами, дисциплинированными пешеходами. 2$. Как рассчитать минимальный тормозной путь кузова? 92}{2.(-10)} \подразумевается s = 50000~\text{m}$$ . Просто, верно?

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Двойное интегрирование ускорения по времени. Этот первый интеграл даст вам график скорости, основанный на ускорении. К первому интегралу добавьте константу и найдите константу, приравняв первый неопределенный интеграл к начальной скорости при t=0. Это начальное значение скорректирует замедление движения в момент времени t=0. Константа позволит провести второе интегрирование. Теперь найдите, в какой момент времени первый интеграл будет равен 0 (время, когда скорость равна 0). Проинтегрируйте второй раз по времени и подставьте во время цифру 0 и конечное время и решите. Это даст вам полное расстояние до остановки. 92)/(2)) + ст; Подставьте в конечное время и решите, затем подставьте в начальное время (0) и вычтите начальное из конечного.

$\endgroup$

$\begingroup$

• При торможении движущегося транспортного средства расстояние, которое оно проходит до остановки, называется тормозным путем .
• Это важный фактор безопасности дорожного движения, зависящий от начальной скорости ($v_0$) и тормозной способности или замедления, $–a$, вызванного торможением. 92$ в приведенном выше выражении, мы получаем $d_s = 50000~\text{m}$.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

домашнее задание и упражнения — Существуют ли формулы, рассчитывающие тормозной путь автомобиля на разных покрытиях, включающих замедление?

спросил 4 года, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 784 раза 92/2\mu g$, где ‘$v$’ — скорость, ‘$\mu$’ — коэффициент трения между шинами и поверхностью дороги, а ‘$g$’ — ускорение свободного падения. Существуют ли формулы, подобные этой, которые включают коэффициент трения, скорость и замедление?

• домашние задания и упражнения
• ньютоновская механика
• трение
• скорость
• перемещение

$\endgroup$

5

$\begingroup$

То, что у вас есть, работает только для ровной дороги, и как сказано в комментарии, это минимальный тормозной путь без скольжения. Вполне можно остановиться на более длинном расстоянии.

Если вы рассматриваете движение по дороге с постоянным уклоном $\theta$ по отношению к горизонтали, ситуация меняется и зависит от того, движетесь ли вы по склону с начальной скоростью $v$ или вниз по склону.

После построения диаграмм свободного тела и стандартных предположений о постоянном коэффициенте трения и максимальном торможении без скольжения результаты выглядят следующим образом: 92}{2g\left(\mu \cos\theta+\sin\theta \right)}$$

Обратите внимание, что если угол наклона таков, что $\tan\theta > \mu$, автомобиль, движущийся вверх, сначала будет скользить вниз по склону после остановки, и машина, изначально двигавшаяся вниз, никогда не остановится.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.