Расчет тормозного пути: Калькулятор: Расчет тормозного и остановочного пути

Содержание

РАСЧЕТ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПРИ ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.4.017 ГРНТИ 73.29.17

РАСЧЕТ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПРИ ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ

Миронов Дмитрий Олегович

Соискатель,

ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ»,

г. Москва, ул. Образцова, д. 9.

АННОТАЦИЯ

Целью исследования является определение эффективности тормозной системы электропоезда через расчет длины его тормозного пути при экстренном торможении. Использованы общелогические методы и методы математического моделирования. В результате получены значения длины тормозного пути для отдельных вагонов электропоезда ЭП2Д и для 10-вагонного электропоезда ЭП2Д с типовой тормозной системой с колодочным тормозом и с измененной тормозной системой с дисковым тормозом. Расчеты выполнены для подвижного состава без учета веса пассажиров и переменных пассажиропотоков (учитывалась только тара вагонов). Установлено, что применение дискового тормоза вместо колодочного способствует существенному сокращению длины тормозного пути, в частности, на мотор-вагонном подвижном составе с противоюзной системой благодаря большему коэффициенту трения композиционных тормозных накладок по сравнению с чугунными тормозными колодками.

ABSTRACT

The purpose of the study is to determine the effectiveness of the braking system of an electric train by calculating the length of its braking distance during emergency braking. General logical methods and methods of mathematical modeling are used. As a result, the values of the braking distance for individual cars of the EP2D electric train and for a 10-car EP2D electric train with a standard brake system with a pad brake and a modified brake system with a disc brake are obtained. The calculations were made for rolling stock without taking into account the weight of passengers and variable passenger flows (only the container of cars was taken into account). The use of disc brakes instead of drum greatly reduces the stopping distance, in particular, motor-wagon rolling stock with antiskid system due to the greater coefficient of friction of composite brake lining compared with cast iron brake blocks.

Ключевые слова: электропоезд, экстренное торможение, фрикционный тормоз, длина тормозного пути, дисковый тормоз.

Keywords: electric train, emergency braking, friction brake, brake path length, disc brake.

На скоростных электропоездах применяется автоматический пневматический фрикционный дисковый тормоз, который является резервным и, как правило, используется только для полной остановки электропоезда. В междугородном и пригородном сообщении используются и электропоезда городского типа такие, как ЭП2Д [3], которые часто эксплуатируются в качестве экспрессов. Такие электропоезда имеют автоматический пневматический фрикционный колодочный тормоз, выполненный по стандартной для отечественных электропоездов схеме. На скоростных пассажирских вагонах дисковый тормоз стал уже привычным, типовым, а на отечественном мотор-вагонном подвижном составе, рассчитанном на скорости эксплуатации до 120 км/ч, применяется колодочный тормоз. При экстренном торможении для быстрой остановки транспортного средства одновременно применяются все имеющиеся тормозные системы, для фрикционного тормоза экстренное торможение означает максимально возможное давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах и максимально возможное нажатие тормозных колодок (накладок) на ось, что вызывает повышенный нагрев в парах трения фрикционного тормоза.

Эффективность фрикционного тормоза зависит от множества параметров, которые изменяются во времени нелинейно (нажатие колодок (накладок), коэффициент трения, коэффициент сцепления). Подвижной состав с дисковым тормозом обязательно оснащается противоюзной системой, что предотвращает заклинивание колесных пар и существенное снижение тормозного эффекта.

Известно, что скоростной мотор-вагонный подвижной состав типа ЭС-2Г «Ласточка» [4] имеет по два тормозных диска на колесных парах моторных вагонов (с тяговыми

электродвигателями) и по три тормозных диска на колесных парах прицепных вагонов (без тяговых электродвигателей). Однако имеется ограничение по суммарному нажатию тормозных накладок на ось, соответственно, под разными вагонами (моторными и прицепными) максимальные давления сжатого воздуха в тормозных блоках различны.

Также в эксплуатации находятся электропоезда типа ЭГ-2Тв «Иволга» [2], которые имеют по 4 тормозных блока фирмы Knorr-Bremse и по 4 тормозных диска на каждой тележке (по 2 на каждой колесной паре), в отличие от электропоездов типа «Ласточка», у которых разное

количество тормозных блоков и тормозных дисков под вагонами разного типа.

Известна формула для определения тормозного пути поезда по интервалам скорости [1], согласно которой тормозной путь определяется как сумма подготовительного тормозного пути 8п и действительного пути торможения 8д:

9=9+9

Подготовительный тормозной путь можно определить по формуле:

5П = 0,278 • К, •

где Ун — начальная скорость торможения, км/ч; 1н — время подготовки тормозов к действию, с.•(Ьт + ш0 + icy

где Ук — конечная скорость вагона, км/ч; 4 — замедление экипажа, км/ч; Ьт — удельная тормозная сила, Н/кН;

Результаты расчета длины тормозного

Юо — основное удельное сопротивление движению вагона, Н/кН;

ь — удельное ускоряющее усилие на поезд от уклона пути.

Удельная тормозная сила является функцией нажатия тормозных колодок (накладок) и коэффициента трения. Важным условием выбора нажатия тормозных колодок или накладок является недопущение юза. Подвижной состав с дисковым тормозом в обязательном порядке оснащается противоюзной системой в отличие от подвижного состава с колодочным тормозом. При использовании колодочного тормоза возможное нажатие тормозных колодок не используется полностью, т.к. может привести к заклиниванию колесных пар при торможении. Одним из преимуществ дискового тормоза является более эффективное использование нажатия тормозных накладок.

Для примера был выполнен расчет длины тормозного пути отечественного электропоезда ЭП2Д без ограничения нажатия тормозных колодок и с ограничением нажатия из условия недопущения юза. Результаты расчета представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1.

№ п/п Тип вагона (поезда) Длина тормозного пути, м

Без учета юза С учетом юза

1 Головной вагон 388,9 769,3

2 Моторный вагон 455,9 797,2

3 Немоторный вагон 378,8 760,4

4 10-вагонный поезд 421,8 782

Как видно из таблицы 1, при выполнении условия недопущения юза длина тормозного пути значительно увеличивается из-за ограничения нажатия тормозных колодок. Далее был выполнен расчет длины тормозного пути электропоезда

ЭП2Д с пассажирами (по 100 человек в каждом моторном и немоторном вагонах и по 60 человек в каждом головном вагоне), результаты расчета представлены в таблице 2.

800

790

г? 780

о

8 770

S о. о

гс 760

5

750

740

Головной вагон Моторный вагон Немоторный вагон 10-вагонный поезд

Рисунок 1. Длина тормозного пути электропоезда ЭП2Д без пассажиров

Таблица 2.

Результаты расчета длины тормозного _ пути электропоезда ЭП2Д с пассажирами

№ п/п Тип вагона (поезда) Количество пассажиров Длина тормозного пути, м

1 Головной вагон 60 850,4

2 Моторный вагон 100 908,5

3 Немоторный вагон 100 907,5

4 10-вагонный поезд 920 896,9

При применении на электропоезде ЭП2Д дискового тормоза с противоюзным устройством можно получить больший тормозной эффект, за счет лучшего использования нажатия тормозных накладок. Применение дискового тормоза с тормозными блоками способствует снижению подготовительного тормозного пути, т.к. объем пневмоцилиндров тормозных блоков гораздо

Результаты расчета длины тормозного

меньше объема тормозных цилиндров, больше КПД механической части тормоза и быстрее устанавливается максимальное давление сжатого воздуха в них.

Был выполнен расчет длины тормозного пути электропоезда ЭП2Д без пассажиров с дисковым тормозом, результаты расчета представлены в таблице 3.

Таблица 3.

пути электропоезда ЭП2Д без пассажиров_

№ п/п

Тип вагона (поезда)

Длина тормозного _пути, м_

с колодочным тормозом

с дисковым тормозом

1

Головной вагон

769,3

662,3

Моторный вагон

797,2

655,9

Немоторный вагон

760,4

622

10-вагонный поезд

782

647,8

2

3

4

Из таблицы 3 видно, что дисковый тормоз более эффективен, чем колодочный, т.к. в нем более эффективно используется нажатие тормозных накладок. При увеличении коэффициента сцепления колес с рельсами при экстренном торможении (например, подача песка под колеса) появляется возможность лучшего использования нажатия тормозных блоков, что также приводит к сокращению длины тормозного пути.

ВЫВОДЫ.

Применение в тормозной системе противоюзного устройства способствует лучшему использованию нажатия тормозных колодок (накладок), что способствует уменьшению

тормозного пути. Дисковый тормоз имеет ряд преимуществ перед колодочным. При увеличении веса подвижного состава увеличивается длина тормозного пути.

Список литературы:

1 Асадченко В.Р. Расчет пневматических тормозов железнодорожного подвижного состава / Асадченко В.Р. // Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. — М.: Маршрут, 2004. — 120 с.

2 http://www.tvz.ru/catalog/emus/

3 http ://www.dmzavod. ru/products/elektropoezd-postoyannogo-toka-ep2d/

4 https://ulkm.ru/produkciya/elektropoezd-lastochka/

Расчеты тормозного пути — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для замера пути торможения грузовой подвески (при поднятом ближе к верхнему положению крюке без груза) пускается механизм на подъем на полную скорость и затем нажимается кнопка мгновенной (аварийной) остановки. Путь, пройденный крюком с момента выключения двигателей до их полной остановки, и будет тормозным. Замеры можно выполнить тонким шнуром, подвешенным к крюку, или по меловым меткам, нанесенным на поверхность барабана. Расчет тормозного пути приведен в 1, гл. I.  [c.44]

РАСЧЕТЫ ТОРМОЗНОГО ПУТИ  [c.77]

После ознакомления с порядком расчета тормозного пути можно рассмотреть конкретный пример.  [c.79]

По результатам расчетов тормозных путей при экстренном торможении строят номограммы. В них указываются длины тормозных путей в зависимости от расчетного нажатия колодок на 100 тс веса поезда для различных начальных скоростей и уклонов. Номограммы тормозных путей строятся отдельно для подвижного состава на чугунных и композиционных тормозных колодках. На рис. 7 показаны некоторые номограммы.  [c.17]

Согласно этой формуле, тормозной путь непосредственно не зависит от веса автомобиля. Но на самом деле с изменением силы тяжести, т. е. веса автомобиля, происходит также и соответственное изменение силы сцепления. Поэтому расчет тормозного пути по приведенной выше формуле не будет точным.  [c.586]

Расчетный тормозной коэффициент О р реализуется только при экстренном торможении. Поэтому для расчета тормозного пути при подходе к пунктам остановки принимают для грузовых поездов 0,5 йр, для пассажирских и пригородных поездов и при полном служебном торможении 0,8 др.  [c.287]

При расчете тормозных путей карьерных поездов, ведомых тяговыми агрегатами, при совместном действии колодочного и магниторельсового тормозов тормозная сила МРТ  [c.126]

При расчете тормозного пути для остановки поезда на площадке принимают следующее время подготовки для пассажирских пневматических тормозов /п = 4 с, для грузовых пневматических тормозов 1 = 1 с, для электропневматических тормозов 1 = 2 с. На спусках время подготовки, а следовательно, и увеличивается в зависимости от крутизны спуска и определяется по формулам  [c.11]

РАСЧЕТ ТОРМОЗНОГО ПУТИ И ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ  [c.252]

Особенность расчетов заключается в том, что тормозной путь здесь не зависит от сил треиия, а в значительной степени определяется влиянием упругих деформаций швеллеров нижней балочной конструкции и врезаний зубьев клина в направляющие. По этой причине не предоставляется возможным определить расчетом тормозные пути и замедления при посадке на ловители. В связи с этим исследованиями ВНИИПТМАШ предложенная эмпирическая формула для определения замедлений при посадках каб ш или противовеса на ловители  [c.108]

Расчет тормозного пути  [c.71]

Расчет тормозного пути суммированием. При расчетах тормозного пути поездов полный тормозной путь St. проходимый от начала торможения до остановки, определяют обычно как сумму подготовительного пути и действительного пути торможения 5д. Подготовительный путь подсчитывают по формуле  [c.71]

Для полного служебного торможения определяют тормозной путь для данного места, который используют при выборе расстояний между постоянными сигналами. При расчете тормозного пути полного служебного торможения применяют формулы (2.28) — (2.34), но значение расчетного тормозного коэффициента поезда принимают равным 0.8 его полного расчетного значения. Так, для грузового поезда с тормозным нажатием 35 тс иа 100 т массы состава тормозной коэффициент при полном служебном торможении принимается не 0,35, а 0.28.  [c.76]

При расчете тормозных путей по этой формуле сначала определяют коэффициенты а, р п д путем разложения подынтегрального многочлена на множители  [c.80]

Примеры расчетов тормозного пути по этой методике даны в работе [15].  [c.80]

Расчет тормозного пути иа сложном переломном профиле (яма, горб) следует вести с учетом переменного значения уклона, определяемого по отрезкам тормозного пути, которые поезд проходит в каждый интервал времени, т. е. спрямленный профиль составит  [c.111]

Таблица 2,31. Расчет тормозного пути на переломном профиле пути (к примеру 21)
В интервале 3—6 с др 0,30 0,29—0,087 в интервале 6—9 с др = 0,33-0,29 = 0,096 в интервале 9—12 н 12—15 с др = 0,35х ХО,29=0,102. Интервал 15—18 с соответствует началу перехода ко второй ступени, поэтому для этого интервала используют графу 3 табл. 2.26 и получают др = 0,55-0,29=0,160. Для интервала 18 — 21 с др = 0,60-0,29 = 0,174. Значение др = 0,174 остается и для интервала 21—24 с, а дальше в связи с началом отпуска значение тормозного коэффициента снижается и в интервале 30—33 с (в конце отпуска) др = 0. В результате расчета тормозного пути (табл. 2.33) установлено, что скорость поезда к концу отпуска тормозов снизилась до 23 км/ч, а пройденный путь составил 393 м.  [c.113]

Расчет тормозного пути по интервалам времени (табл. 2.34) проводят по аналогии с предыдущими примерами. В результате имеют полный тормозной путь со скорости 70 км/ч равным 630 м, а время торможения — примерно 50 с.  [c.115]

Таблица 2.35 Расчет тормозного пути грузового поезда при ступени торможения (к примеру 25)
ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОРМОЗНОГО ПУТИ  [c.16]

Тормозные расчеты методом численного интегрирования по интервалам времени. В практической деятельности железных дорог часто приходится иметь дело с переходными неустановившимися тормозными процессами, определять, например, тормозной путь при малой скорости, когда давление в тормозных цилиндрах до остановки поезда не успевает повыситься до расчетного значения выполнять расчеты тормозного пути, времени торможения и изменения скорости при различных видах регулировочного торможения, включая ступенчатое с последовательным наложением одной ступени торможения или отпуска на другую. Подобного рода задача возникает при необходимости расчета тормозного пути с учетом расположения поезда и его торможения на различных элементах сложного профиля, включающего сочетание подъемов и спусков.  [c.52]

Тормозной путь определяют исходя из скорости движения, расчетного тормозного нажатия и профиля пути С помощью расчетных номограмм тормозного пути при экстренном торможении определяют одно из четырех условий процесса торможения при заданных трех основных (тормозной путь, максимальная начальная скорость торможения, коэффициент расчетного тормозного нажатия, уклон) Прн расчете тормозного пути полного служебного торможения удельную тормо ную СИЛ) уменьшают на 20%-  [c.464]

Полное время цикла Т равно сумме прямого и обратного ходов. При численном решении задачи все интервалы времени могут быть определены, но это решение трудоемко, а применение ЭВМ оправдано только при большом количестве расчетов. Для приближенных же расчетов пневмоустройств, для которых характерно приблизительно равномерное движение поршня, может быть предложена следующая методика. Интервалы времени ti и tm определяют обычными способами [4]. Время движения поршня без торможения ill находят из формул равномерного движения по установившейся скорости Жу. Затем определяют условный тормозной путь х1 и соответствующий интервал времени По новому установившемуся значению находят интервал времени торможения tj-.  [c.224]

Расчетные нормативы нажатия тормозных колодок на ось установлены из условия получения тормозных сил при экстренном торможении. Для определения длины тормозного пути пассажирских и грузовых поездов в зависимости от скорости движения, тормозного нажатия и величины спусков необходимо руководствоваться номограммами, приведенными в Правилах тяговых расчетов для поездной работы, утвержденных МПС (см. приложение П1), или тормозной путь определяется при экстренном торможении аналитическим путем.  [c.70]

Примеры расчета т о р м о з н о г о н а ж а т и я в пассажирском и грузовом поездах. Возьмем для примера пассажирский поезд, сформированный из тепловоза ТЭ7 и 15 цельнометаллических вагонов (ЦМВ). Такому поезду предстоит следовать по участку с руководящим спуском 10 /оо. Определим, каким тормозным нажатием обеспечен такой поезд, с какой скоростью он может следовать на руководящем спуске 10%о, в пределах какого тормозного пути он может быть остановлен на этом спуске при развитии допускаемой скорости в случае применения экстренного торможения.  [c.76]

Состав состоит из 40 четырехосных вагонов. Средний вес (брутто) вагона 82 т, следовательно, общий вес состава 82-40 = 3280 т. Поезду предстоит следовать по участку со скоростью 80 км/ч на руководящем спуске 10%о. Посмотрим, обеспечен ли этот поезд необходимым тормозным нажатием для следования с указанной скоростью на спуске и остановки в пределах расчетного тормозного пути в случае применения экстренного тормой-сения. Напомним, что вес электровоза и его тормозное нажатие в грузовом поезде в расчет не принимаются. Та-76  [c.76]

Такой метод расчета тормозного пути с использованием времг-ни подготовки тормозов применяют только для спусков крутизной до 0,020. При большей крутизне спуска длину тормозного пути определяют по местным условиям на основании опытных поездок.  [c.16]

Чем отличаются расчеты тормозных путей при экстренном, полном слу-жебном и автостопном тор.моженияк  [c.17]

Примечания 1. Над чертой приведены данные для крайних осей тележек вагонов-самосвалов, под чертой —для средней оси в скобках указаны значения для композиционных колодок. 2. Из-за значительного разнообразия модификаций рычажных передач вагонов-самосвалов необходимо при расчетах тормозных путей уточнять иажатие колодок для заданного подвижного состава.  [c.122]

Методика расчета тормозных путей. В соответствии с формулами (2.28) — (2.36) рассчитывают тормозные путн грузовых и пассажирских поездов последовательность и особенности расчетов путей показаны на примерах.  [c.72]

Метод численного интегрирования применяют, если необходимо рассчитать изменение скорости, время торможения и тормозной путь в конкретной обстановке движения с учетом фактического состояния тормозного оборудования, т. е. определить тормозной путь при малой скорости, когда давление в тормозных цилиндрах до остановки поезда не успевает повыситься до расчетного значения выполнить расчеты тормозного пути. Времени торможения и изменения скорости при различных видах регулировочного торможения, включая ступенчатые с последовательным наложением одной ступени торможения или отпуска на другую рассчитать тормозной путь в условиях торможения поезда на сложном профиле путн.  [c.106]

Тормозные нормативы для подвижного состава узкой колеи определяются по действительным значениям коэффициента трения и силы нажатня. Исходной для расчета тормозных путей поездов узкой колен служит формула (2.29), но методика определения входящих в нее величии имеет следуюи1,пе особеннос1и. Дейстснюльные  [c.116]

При расчете тормозного пути для остановки поезда на площадке принимают следующее время подготовки для пассажирских пневматических тормозов пневматических тормозов 1 = 7 с, для электропневматических тормозов /п = 2 с. На спусках время подготовки, а следовательно, и Зп увеличивается в зависимости от крутизны спуска и определяеется по формулам для грузовых составов длиной 200 осей и менее при автоматических тормозах  [c.12]

Для примера в табл. 2 приведен расчет тормозного пути грузового поезда из 200 осей при экстренном торможении со скорости Уо = 70 км/ч на спуске—0,006 (при р=0,33, чугунных тормозных колодках, осевой нагрузке всех вагонов 200кН на роликовых подшипниках).  [c.14]

Важнейшей задачей при внедрении новых разработок является снижение массы транспортных средств. Наглядной характеристикой экономии массы мон ет служить масса вагона, приходящаяся на одного пассажира. Так, например, масса 25-метрового вагона Будд , рассчитанного на скорость 240 км/ч, вмещающего 80 пассажиров, составляет 720 кг на пассажира. Снижение массы, мощности, тормозного пути и эксплуатационных расходов необходимо для всех перечисленных выше типов транспортных средств. Для маломестных скоростных транспортных средств необходимо также уменьшить начальную стоимость, связанную с малой серийностью производства, а также снизить массу так, чтобы пути и несущие конструкции были бы простыми и удовлетворяли требованиям эстетики. Расходы на обслуживание путей также зависят от массы вагонов. Снижение годовых эксплуатационных расходов с большим трудом поддается расчету, некоторые сообра-ншния по этому поводу приведены в разделе 1П,Д.  [c.178]

Выведенные формулы не учитывают влияния возможного раскачивания груза при торможении и являются полностью справедливыми для таких кранов и тележек, с которыми груз жестко связан (например, для клещевых кранов и штабелеров). Как показывают исследования, влияние раскачивания груза на движение крана или тележки зависит главным образом от соотношения времени их разгона и периода качания груза на по-лиспастной подвеске и от соотношения между массой груза и массой крана или тележки. За время торможения большинства механизмов передвижения груз не успевает совершить полного колебания около положения равновесия. Поэтому для подавляющего большинства конструкций механизмов передвижения определение значения замедления и длины пути торможения по приведенным выше формулам обеспечивает достаточную точность расчета. Уточненное определение тормозного пути с учетом раскачивания груза приведено в [10, 14].  [c.402]

При установке момента выключения разрыва цепи электродвигателя учитываются тормозной выбег стрелы, двигающейся с полным грузом и с полной скоростью к положениям, соответствующим максимальному и минимальному вылетам плюс запас хода, равный 200— 300 мм. При расчете тормозного выбега нужно учитывать ветер, действующий в направлении движения, и влияние центробежной силы стрелового устройства и груза, которая возникает при вращении крана (учитывается только для расчета момента выключения на максимальном вылете). У кранов с большими весами подвижных противовесов и с высокими скоростями рабочих движений (например, французские краны типа Апплеваж ) происходит раскачивание груза и имеются большие выбеги. Поэтому приходится назначать большие запасы пути и устанавливать ограничение вылета за 1—2 м до прихода стрелы в крайнее положение.  [c.48]

Исследованиями Промтрансниипроекта установлено, что применение приведенных выше формул МПС для определения фк при скоростях движения менее 20 клг/ч (например, перевозки горячих грузов на металлургических заводах) приводит к завышению фк и, следовательно, к занижению требуемого Тормозного пути (St) примерно на 15—20%. В подобных случаях при расчетах это следует соответственно учитывать. Для указанных условий (т. е. при движении с малыми скоростями) в книге П. А. Шелеста [31, с. 85—91] приведены готовые величины тормозных путей по составам, обслуживаемым тепловозами ТГМ1, ТГМЗ и ТГМ6, в зависимости от скорости движения и профиля пути.  [c.74]


Пример расчета времени, скорости и пути торможения вагона на участке второй тормозной позиции сортировочной горки при воздействии встречного ветра малой величины | Туранов

1. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1 520 мм. М.: ТЕХИНФОРМ, 2003. 168 с.

2. Железнодорожные станции и узлы: учебник / В. И. Апатцев [и др.]; под ред. В. И. Апатцева и Ю. И. Ефименко. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014. 855 с.

3. Туранов Х. Т., Гордиенко А. А. Некоторые проблемы теоретической предпосылки динамики скатывания вагона по уклону сортировочной горки // Бюллетень транспортной информации. 2015. № 3. С. 29 — 36.

4. Образцов В. Н. Станции и узлы. Ч. II. М.: Трансжелдориздат, 1938. 492 с.

5. Туранов Х. Т., Гордиенко А. А. Аналитическое описание движения вагона на первом скоростном участке сортировочной горки при воздействии встречного ветра малой величины // Транспорт Урала. 2015. № 2. С. 7 — 12.

6. Туранов Х. Т., Гордиенко А. А. Пример расчета времени и скорости вагона при его движении по всей длине участка первой тормозной позиции сортировочной горки при воздействии встречного ветра малой величины // Известия ПГУПС. 2015. № 4. С. 64 — 71.

7. Туранов Х. Т., Гордиенко А. А. Пример расчета времени и скорости вагона на втором скоростном участке сортировочной горки при воздействии встречного ветра малой величины по новой методике // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2015. № 3. С. 25 — 35.

8. Khabibulla Turanov, Andrey Gordiienko and Irina Plakhotich. (2015). Simplified Analytical Description of Wagon Movement with Braking Action on the Marshalling Hump Section of the First Braking Position under the Impact of Fair Wind. Science and Technology, Vol. 5 No. 4, December 2015, pp. 57 — 62. e-JSSN: 2163 — 2677. ID: 104000150 doi: 10.5923/j.scit.2015 04.01.

9. Туранов Х. Т., Гордиенко А. А., Плахотич И. С. Пример расчета скорости вагона на участке первой тормозной позиции сортировочной горки с затормаживанием при воздействии попутного ветра // Бюллетень транспортной информации. 2015. № 12. С. 29 — 35.

10. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики. Т. II. Динамика. М.: Наука, 1983. 640 с.

11. Земблинов С. В., Страковский И. И. Альбом схем элементов станций и узлов. М.: Всесоюз. изд.-полиграф. объедин. МПС, 1963. 89 с.

12. Кирьянов Д. В. Mathcad 15 / Mathcad Prime 1.0. CПб.: БХВ-Петербург, 2012. 432 с.

13. Кобзев В. А. Технические средства сортировочных горок, обеспечивающие безопасность движения: Учебное пособие. Ч. 1. М.: МИИТ, 2009. 92 с.

Формула нахождения тормозного пути


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:

  1. путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
  2. 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: 94 Средняя: 4.6]

Расчет тормозного пути Автор admin средний рейтинг 4.6/5 — 94 рейтинги пользователей

calculat.ru

что это и как рассчитать

Подробности
Категория: Блог о продаже автомобиля
Создано: 18 февраля 2020
Просмотров: 170

Всем водителям не следует забывать о том, что при нажатии на тормоз авто мгновенно не останавливается. Для этого нужно некоторое время, зависимое от многих факторов. Согласно ПДД, необходимо соблюдать безопасную дистанцию между своим и идущим впереди авто, чтобы при надобности успеть затормозить. Для расчета данной дистанции нужно знать, что такое тормозной путь. Кроме того, большинство людей путают остановочный и тормозной путь.

Тормозной путь: что это

Независимо от опытности и профессионализма водителя, за рулем случаются ситуации, когда нужно оперативно остановить авто:

  • На дороге неожиданно возникает животное или люди;
  • Возникает поломка авто;
  • Другие водители нарушают ПДД, создавая аварийную обстановку;
  • Происходят непредвиденные ситуации: препятствия, неровная дорога и т.д.

Чтобы остановить авто, водители пользуются тормозом. Тормозной путь транспорта – это отрезок, преодолеваемый машиной за время при срабатывании тормозной системы до достижения нулевой скорости.

Читайте также: Срочный выкуп аварийных авто

Факторы, влияющие на тормозной путь

Отрезок торможения разный, в зависимости от ситуации и условий. Факторы, воздействующие на данное расстояние, разделяются на 2 категории:

  1. Факторы, зависящие от автомобилиста;
  2. Факторы, не зависящие от водителя.

Состояние дорог и погода – это условия, на которые не влияет тот, кто сидит за рулем авто. Логично, что в снежную погоду необходимо больше времени, чтобы затормозить машину, чем в сухую. На отрезок торможения также влияет и покрытие трассы. На гладкой дороге, сделанной без включения камня, при торможении отрезок, который проедет транспорт, увеличится.

На заметку! На трассе, покрытой ямами, тормозной отрезок будет маленьким.

Это объясняется тем, что автомобилисты на плохих дорогах развивают небольшую скорость. Больше факторов, зависящих от водителя:

  • Устройство и работоспособность тормозной системы. Важно исправное состояние машины, включая и тормоза, не изношенность колодок, а также оптимальное давление в шинах;
  • Скорость. При малой скорости отрезок торможения уменьшается, и наоборот большая скорость приведет к увеличению расстояние, которое потребуется транспортному средству для остановки;
  • Используемые шины. Износ протектора должен быть оптимальным, а используемая резина должна быть по погоде. Довольно часто многие аварийные ситуации происходят из-за несвоевременной замены шин и из-за езды на некачественной, изношенной резине, которая не способна обеспечить необходимые характеристики и безопасность при езде;
  • Наличие ABS-системы. Такая система на сухом асфальте помогает быстро останавливать авто, в гололед она позволяет сохранять управление, но при этом увеличивается дистанция торможения;
  • Загрузка машины. Легче остановить легкий автомобиль, чем транспорт, который хорошо загружен. Нагруженная машина тормозит на более длинном отрезке;
  • Трезвость водителя. У трезвого человека более быстрая реакция на изменение ситуации на трассе, поэтому при необходимости он быстрее затормозит машину. Поэтому стоит отказываться от алкоголя, планируя сесть за руль. Это позволит избежать аварий и обезопасит людей;
  • Отсутствие отвлекающих моментов при езде. Часто медленная реакция водителя связывается с тем, что он не смотрит за дорогой и отвлекается. В настоящее время зачастую внимание отвлекает сотовый телефон и другие гаджеты, которые сводят людей с ума, не позволяя отказываться от них даже за рулем. Из-за замедленной водительской реакции увеличивается тормозной отрезок.
Формула для вычисления тормозного пути

Порой нужно рассчитывать тормозной отрезок, к примеру, в следующих условиях:

  • криминалистическая экспертиза;
  • испытания транспорта;
  • проверка работоспособности тормозной системы после ее доработки.

Чтобы произвести подобное вычисление, применяется формула:

Sторм = Кэ * V * V/(254 * Фс), где: S торм. – тормозной отрезок; V – скорость транспорта; Кэ – коэффициент торможения; Фс – коэффициент сцепления, который бывает различным. Так:

  • При мокрой дороге – 0,4;
  • При сухой – 0,7;
  • При гололеде – 0,1;
  • При снеге – 0,2.
Как тормозной путь зависит от дороги?

Коэффициент торможения – это постоянная величина, равняющаяся в основном единице. Рассмотрим пример. Автомобиль едет в летний сезон со скоростью 70 км/ч по сухому асфальту. Нужно вычислить тормозной путь.

S = 1*70*70/(254*0,7) = 28 метров – это и будет отрезок торможения.

Необходимо знать, что тормозной отрезок авто прямо пропорционален квадрату ее скорости. Так, при двойном увеличении скорости, к примеру, с 30 км/ч до 60 км/ч, отрезок торможения увеличился в 4 раза.

Отличие тормозного и остановочного пути

Остановочный и тормозной пути – это различные понятия, но их часто приравнивают и путают. Под остановочным путем понимается расстояние, прошедшее автомобилем после осознания водителем необходимости остановиться до достижения транспортом нулевой скорости. Тормозным путем называется отрезок, который проходит авто от срабатывания тормозов до остановки. Так, остановочный отрезок содержит не только отрезок торможения, но и отрезок, прошедший машиной, пока водитель реагировал на сложившуюся ситуацию.

Вычисление полного времени остановки и итогового тормозного пути

В итоге, величина данного пути содержит не просто дистанцию торможения, но и расстояние водительской реакции. Для вычисления расстояния, пройденного машиной за время водительской реакции, нужно использовать такую формулу:

S реакции = V/ 10*3, где V – скорость машины.

Так, общий тормозной путь станет равным сумме 2-х величин: тормозного пути и отрезок водительской реакции. S итог = Sреакции + Sторм.

Вспоминаем об авто, двигающемся в летнее время со скоростью 70 км/ч по сухой дороге, вычисляем расстояние реакции.

S реакции = 70/10 * 3 = 21 метр

Теперь, когда известно, что тормозной путь — 28 метров, а дистанция реакции – 21 метр, можно вычислить его общее значение: S итог = 28+ 21 = 49 метров

Под полным временем остановки понимается временный промежуток, за который автомобиль проходит общий путь торможения. Это время объединяет время, которое тратится на тормозной отрезок, и время водительской реакции.

Он вычисляется по формуле , где:

  • tp — время водительской реакции;
  • tc — время, когда срабатывает тормозной привод;
  • vo — начальная скорость торможения;
  • tH — время увеличения тормозных сил;
  • g — ускорение свободного падения;
  • Kэ — коэффициент эффективности торможения;
  • φ — коэффициент продольного сцепления колес авто с дорогой.

 

Важно! Общепринятой нормой времени водительской реакции считается 1 секунда. Общий остановочный отрезок включает расстояние водительской реакции и отрезок торможения. На данные величины воздействуют некоторые факторы. Для сокращения величины итогового значения нужно следовать скоростному режиму, проверять исправность авто, быть за рулем в трезвом состоянии и учитывать загрузку машины. Не стоит забывать, что многие ситуации и обстоятельства зависят от самого человека. Поэтому нужно самостоятельно проверять, не нарушать и быть внимательным, чтобы избегать неприятных случаев.

Понравилась статья?

Расскажи друзьям

Читайте также
Порядок и стоимость переоформления автомобиля

Транспортные средства юридических лиц и индивидуальных предпринимателей регистрируются по месту государственной регистрации этих юридических лиц и индивидуальных предпринимателей. Допускается регистрация транспортных средств юридических лиц по месту нахождения их филиалов, представительств и других обособленных подразделений.

Подробнее…
Особенности оформления купли-продажи автомобиля

Переход права собственности на транспортное средство предполагает выполнение некоторых бюрократических процедур и соблюдение ряда формальностей.

Подробнее…
Продал вторую машину-плати налоги

Многие автолюбители даже не подозревают, что, продав два или более авто в течение года, они обязаны подать декларацию в налоговую инспекцию. При этом, если Вы продали второй автомобиль дороже, чем купили, то обязаны заплатить налог с суммы продажи.

Подробнее…
Как продать машину без снятия с учета

Каким образом реализовать дорожное транспортное средство, не снимая с учета? Решение этой проблемы волнует многих автовладельцев.

Подробнее…
Договор купли-продажи автомобиля юридического лица физическому

На данный момент услугами рынка по продаже автомобилей пользуются не только частные лица, но и компании, так как они нуждаются в регулярном обновлении рабочих автомобилей.

Подробнее…
Как грамотно оформить договор купли-продажи автомобиля

При продаже автомобиля очень важно юридически грамотно оформить договор купли-продажи. Действующее законодательство регламентирует определённые правила проведения сделки, учитывая интересы и продавца и покупателя.

Подробнее…
Как избежать штрафа за тонировку авто

Если Вы любите затонировать свой автомобиль вкруговую, то данный текст именно для вас.

Как не получить штрафные санкции за подобное?

Подробнее…
Как продать автомобиль, полученный в наследство

После получения автомобиля по наследству, большинство людей задумываются о его продаже, причин этому достаточно много, возможно автомобиль старый, он вас не устраивает, вы хотите от него избавится или хотите вложить в какие-то внутренние инвестиции.

Подробнее…
Продажа авто при разводе, особенности и «подводные камни»

У нас часто спрашивают, как же продавать машину, если она была приобретена в браке, развод не за горами или уже состоялся.

Подробнее…
Договор купли – продажи и акт приема-передачи автотранспорта

Особо значимым документом при покупке автомобиля является как договор купли-продажи, так и акт приема-передачи автотранспорта. Имея под рукой пример его составления, можно справиться с оформлением акта купли-продажи, не обращаясь за помощью к юристу.

Подробнее…

avtovikyp.by

Как правильно вычислить дистанцию, тормозной и остановочный путь автомобиля: формулы расчета

Формулы расчета остановочного и тормозного пути, а также безопасной дистанции.

В теоретическом экзамене есть вопрос о среднем времени реакции водителя, правильным ответом на который является 1 секунда. Также в билетах ГИБДД имеется вопрос, связанный с безопасной дистанцией. Есть вопросы, касаемые торможения. Но, как говорится, теория – это теория, которая, увы, с практикой, как правило, не имеет ничего общего.

Во-первых, то, что вы учили в билетах, является теорией, основанной на усредненных значениях и различных исследованиях. Фактически же время реакции водителя, остановочный и тормозной путь зависят от многих факторов и не могут быть точно рассчитаны для всех случаев. Тем не менее каждый водитель должен уметь рассчитывать эти параметры хотя бы приблизительно. 

 

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь – это расстояние, которое будет пройдено автомобилем между контактом водителя с педалью тормоза и полной остановкой транспортного средства. Также стоит понимать различия между «нормальным торможением» и «экстренным торможением». В том числе не нужно забывать, что погодные условия влияют на тормозной путь. Если на дороге есть снег, тормозной путь, естественно, увеличивается. 

 

 

Вот формула расчета тормозного пути:

 

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

 

Пример расчета: представим, что вы едете со скоростью 50 км/ч по городу и подъезжаете к пешеходному переходу, по которому идут дети. Расчет: (50 км/ч : 10) х (50 км/ч : 10) = 25 (метров). Таким образом, тормозной путь вашей машины составляет 25 метров. Поэтому вы должны учитывать длину тормозного пути, чтобы спокойно своевременно начать тормозить и остановиться перед пешеходным переходом. 

 

Имейте в виду, что при экстренном торможении вы обычно нажимаете педаль тормоза полностью. В этом случае, как правило, тормозной путь сокращается вдвое. Вот формула тормозного пути при экстренном торможении:

 

 

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

 

Пример расчета: вы едете по городу со скоростью 50 км/ч, и вдруг на дорогу выкатывается мяч, за ним бежит ребенок. Вам нужна экстренная остановка автомобиля. Расчет: (50 км/ч : 10) х (50 км/ч : 10)/2 = 12,5 (метров). Тормозной путь вашей машины при экстренном торможении составит 12,5 метра. 

 

 

Время и путь реакции водителя

Время реакции водителя – это время, которое пройдет с момента обнаружения водителем опасности на дороге до начала принятия мер по ее предотвращению.

 

Путь реакции водителя – это путь, который пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности на дороге до нажатия педали тормоза. 

Вот формула расчета пути, который пройдет автомобиль в момент реакции водителя на опасность: 

 

 

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

 

Пример расчета: представим, что вы едете со скоростью 100 км/ч по проселочной дороге и внезапно на дорогу выбегает лось. Расчет: (100 км/ч : 10) х 3 = 30 (метров). То есть, после того как вы среагируете на опасность на дороге, ваша машина проедет примерно 30 метров. Добавьте к этому тормозной путь автомобиля.

 

Внимание: эти правила не являются научно правильными формулами и дают только приблизительное значение!

 

Остановочный путь автомобиля

Остановочный путь – это расстояние, пройденное транспортным средством с момента обнаружения водителем опасности на дороге до полной остановки машины. 

 

 

Если вы хотите рассчитать остановочный путь автомобиля, вы должны добавить к тормозному пути автомобиля путь, пройденный за время реакции водителя. Вот как это можно сделать:

 

(Скорость в км / ч: 10) х 3 + (скорость в км / ч: 10) х (скорость в км / ч: 10)

Первое значение в выражении – это путь реакции водителя, пройденный автомобилем, пока водитель реагирует на опасность на дороге. Второе выражение – это формула расчета тормозного пути. Для того чтобы вычислить остановочный путь транспортного средства, необходимо оба результата сложить вместе. 

 

Пример расчета:  вы едете на своей машине со скоростью  50 км/ч. Расчет: (50 км/ч : 10) х 3 = 15 метров пути проедет машина при реагировании на опасность на дороге (50 км/ч : 10) x (50 км/ч : 10) = 25 метров составит тормозной путь автомобиля. В итоге, сложив оба значения, получаем, что остановочный путь транспортного средства составит 40 метров. 

 

Внимание: эти правила не являются научно правильными формулами и дают только приблизительное значение!

 

Дистанция

  • Три длины автомобиля. Любой, кто путешествует в городских условиях, должен соблюдать дистанцию ​​не менее 15 метров, или три длины автомобиля.
  • Половина спидометра: для безопасной дистанции за пределами населенных пунктов обращайте внимание на скорость автомобиля. Для того чтобы вычислить безопасную дистанцию, разделите на 2 текущую скорость, которую показывает спидометр. В итоге вы получите дистанцию до других автомобилей в метрах. Пример: на скорости 70 км/ч вы должны держаться до впереди идущего автомобиля на расстоянии не менее 35 метров. Причем это касается сухого асфальта в летнее время. 
  • Двойное расстояние: в случае плохой видимости или плохих дорожных условий вы должны удвоить безопасную дистанцию.

1gai.ru

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

25

7,5

6,25

13,75

50

15

25

40

100

30

100

130

150

45

225

265

200

60

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. 

1gai.ru

Как найти скорость торможения формула

Известно, что грузовой автомобиль массой пять тысяч килограмм движется по горизонтальному пути со скоростью семьдесят два километра в час (20 метров в секунду).
Необходимо: определить силу и время торможения автомобиля, если тормозной путь составил пять метров.

Дано: m=5000 кг; v=20 м/сек; s=5 м
Найти: F-?; t-?

Исходя из того, что работа силы торможения численно равна изменению кинетической энергии движущегося автомобиля , получаем формулу для определения силы торможения

Подставив в формулу численные значения, рассчитаем силу торможения грузового автомобиля

н

Из формулы , при условии, что vt=0: , где , получаем формулу времени торможения

Время торможения автомобиля

сек

Ответ: сила торможения автомобиля составила двести тысяч ньютон, время торможения равно половине секунды.

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:

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».
» alt=»»>
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 дорогиФс
Сухая0.7
Мокрая0.4
Снег0.2
Лед0.1

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.

СкоростьСухоДождьСнегЛед
км/чметры
6020,235,470,8141,7
7027,548,296,4192,9
8035,962,9125,9251,9
9045,579,7159,4318,8
10056,298,4196,8393,7
11068119238,1476,3
12080,9141,7283,4566,9
13095166,3332,6665,3
140110,2192,9385,8771,6
150126,5221,4442,9885,8
160143,9251,9503,91007,8
170162,5284,4568,81137,7
180182,2318,8637,71275,5
190203355,3710,61421,2
200224,9393,7787,41574,8

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.

  1. 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.
  2. 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.

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.

При торможении на автомобиль действует сила трения скольжения, поэтому по 2 закону Ньютона: µ mg = ma , отсюда а = µg. Путь до полной остановки рассчитывается по формуле: S = v 2 / 2 a . Тогда тормозной путь равен : S = v 2 / 2µ g . Остановочный путь равен сумме пути автомобиля во время реакции водителя (равномерное движение) и тормозного пути: S = vt + ( v 2 / 2µ g ) .

При повороте на тело также действует сила трения, но тело движется по окружности, поэтому 2 закон Ньютона будет иметь вид: µ mg = mv 2 / R . Тогда радиус поворота равен: R = v 2 / µ g .

Не вписался в поворот

1. Вычислить остановочный путь автомобиля для начальной его скорости 72 км/ч , если он замедляется с постоянным ускорением 6 м/с 2 , а время реакции водителя составляет 1с.

2. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой группой школьников, собирающейся перейти дорогу. Как поступить целесообразнее: затормозить или повернуть?

Для домашнего задания:

1. На трассе за чертой города скорость автомобиля 110 км/ч. Включен дальний свет. Дорогу перебегает заяц. Какова его судьба?

2. На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом 16 м. Какова наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен 0,4?

3. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой на расстоянии 40 м широкую стену. Что ему выгоднее: затормозить или повернуть?

4. Выясните технические характеристики вашего семейного автомобиля (если в семье нет автомобиля – выберите в интернете понравившуюся модель и изучите ее). Какие технические средства безопасности пассажиров есть в автомобиле, выясните наличие антиблокировочная тормозная система и узнайте мнение водителя о ее роли.

5. При возможности практически выясните глубину зоны видимости при ближнем свете, входя в эту зону в темной одежде и со светоотражателем – например со знаком аварийной остановки в руках. Автомобиль стоит.

l2rv.ru

Тормозной путь, формула — Лада мастер

Беспечность выглядит эффектно только в хорошо продуманных сценах из боевиков и детективов. На самом же деле, большинство водителей даже не представляют, о какой опасности идёт речь, когда говорят о соблюдении дистанции и о превышении скорости. Многие ли падали с трехметровой высоты плашмя на бетонный пол? Едва ли. А на самом деле, точно такую же нагрузку будет испытывать человек в автомобиле при наезде на неподвижное препятствие на скорости… всего 28 км/ч.

Содержание:

Зачем знать длину тормозного пути

Раз уж мы начали с расчётов, говоря о длине тормозного пути движущегося автомобиля, используем простую физическую формулу, известную каждому школьнику. Её используют для вычисления перехода энергии падения в кинетическую энергию конце пути (mgh=mVx2/2). Отсюда получаем, что при скорости около 30 км/ч тело получает удар, равный падению с высоты три метра. Соответственно, при движении на скорости 60 км/ч сила удара будет равна падению с высоты 15м, а уже на скорости 90 км/ч — с высоты около 32 м, 120 км/ч — это уже высота 55 метров.

Даже учитывая, что в автомобиле срабатывает подушка безопасности, выжить при лобовом ударе на скорости 60 км/ч шансов очень мало. Это примерная высота хрущевки. Отважится ли кто-то прыгнуть с крыши пятиэтажки, обвязавшись надувными подушками? Едва ли. А что говорить о скорости в 90 км/ч, удар при которой равносилен падению с высоты десятиэтажного дома? А с высоты 55 метров? Шансов выжить никаких, и это даже при условии, что подушка безопасности сработает безукоризненно.

Эмпирическая формула расчёта тормозного пути

Имея отличный водительский глазомер и достаточный опыт, каждый сможет определить расстояние до объекта на глаз, хотя бы примерно. Водительский опыт показывает, что для мгновенного вычисления длины тормозного пути по скорости, необходимо просто бросить взгляд на спидометр, оценить расстояние до препятствия, тогда тормозной путь будет равен половине числа, которое показывает спидометр. То есть, исходя из эмпирической формулы расчёта длины тормозного пути, безопасная дистанция до любого объекта будет равна мгновенной скорости, разделённой пополам. Практически так же производят расчёт скорости автомобиля по тормозному пути.

При этом нужно учитывать такое понятие, как остановочный путь, это термин экспертов дорожной полиции и он учитывает не только сам по себе тормозной путь, но и скорость реакции, а также время реагирования системы тормозов. В принципе — это расстояние до абсолютной остановки машины от того момента, когда водитель зафиксировал препятствие. Естественно, остановочный путь всегда больше тормозного, поскольку средняя скорость реакции здорового и трезвого водителя около 0,8 с, а тормозная система срабатывает ещё за 0,2-0,3 с. Следовательно, до полной остановки машины пройдёт ещё 1,1 с, а на скорости 60 км/ч автомобиль проходит 16,6 метров за одну секунду. Почти семнадцать метров, которые неминуемо будут добавляться к длине тормозного пути и которые редко учитываются большинством водителей. Вот именно поэтому необходимо серьёзно отнестись хотя бы к теоретическому вычислению длины тормозного пути.

Что нужно для расчёта тормозного пути

Чтобы вычислить тормозной путь формула которого указана на рисунке с пояснениями, мало знать моментальные сухие данные.

Теоретически, для оценки тормозных характеристик машины необходимо использовать массу данных:

  • длину тормозного пути;
  • минимальное время, за которое тормозная система сработает;
  • диапазон изменения тoрмозных усилий;
  • алгоритм изменения тoрмозных усилий;
  • производительность тормозов в зависимoсти от нагрева;
  • качество дорожного покрытия;
  • эффективность подвески автомобиля;
  • степень износа и тип покрышек.

Здесь нужно учитывать целый ряд моментов. К примеру, эффективность работы тормозной системы в каждом автомобиле может быть разной и это само собой разумеется. Гидравлическая система тормозов даёт задержку минимум 0,2-03 с, а пневматика, установленная на большинстве грузовиков и автобусов и того больше, до 0,6 с. Кроме этого, есть такое понятие, как нарастание тормозного усилия с нуля до максимального значения и это также отбирает от 0,4 до 0,6 с, при этом влияние скорости движения на длину тормозного пути в этом случае увеличивается в квадрате, то есть при увеличении скорости в два раза, тормозной путь будет вчетверо длиннее.

Дополнительные составляющие тормозного пути

При вычислении эффективности тормозов очень большое значение имеет характеристика подвески и состояние шин. При чем тут подвеска? Очень просто. У нас под колёсами довольно редко встречается идеально ровный асфальт, а именно подвеска, точнее, амортизаторы, рессоры, торсионы и пружины как раз и прижимают колеса к поверхности, делая торможение и управление максимально эффективным. Если амортизатор неисправен, колеса подпрыгивают на ухабах и о полном контакте с покрытием не может быть и речи.

Давайте к этому прибавим кoэффициент сцепления резины с дорoгой — здесь огромное значение имеет состояние дороги, тип покрышки (зима  или лето), рисунок протектора, геометрия, износ прoтектора и качество резиноматериала. Тесты показали, что на одном и том же автомобиле, но с разными покрышками, длина тормозного пути может изменяться до трёх-пяти метров, а о качестве пoкрытия и говорить нечего. Попробуйте сравнить тoрможение на сухом асфальте и на льду.

Как видим, факторов, влияющих на тормозной путь, а тем более на остановочный, достаточно много, поэтому предельная концентрация внимания за рулём — это гарантия безопасной езды. Проверяйте тормоза вовремя, не говорите по телефону за рулём и пусть все ваши дороги будут добрыми!

ladamaster.com

Как найти путь торможения физика

Тормозной путь — расстояние, которое проходит транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки.

Протяжённость тормозного пути зависит от скорости, состояния проезжей части, шин, погодных условий. Особое влияние на протяжённость тормозного пути оказывает эффективность тормозной системы (ТС). Она складывается из технологических особенностей узлов ТС — «Электронных помощников», логики их работы, диаметра тормозных дисков, материала тормозных колодок, принудительной вентиляции и других параметров.

А) модуль силы трения, действующей

Б) тормозной путь грузовика

А) Сила трения при торможении грузовика равна . Это соответствует варианту ответа 1.

Б) Грузовик тормозит за счет силы трения, то есть с ускорением

Время торможения до полной остановки можно найти как

.

Тогда тормозной путь будет равен

и подставляя вместо t и a найденные выражения, получаем:

.

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:

  1. путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
  2. 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.

l2rv.ru

Как определить тормозной путь формула физика

Сухой асфальт

На сухом асфальте коэффициент сцепления шины составляет 0,7–0,8. Это отличный показатель.

Мокрый асфальт, лёд, снег

На мокром асфальте коэффициент сцепления составляет 0,4–0,5.

Виды торможения

Сначала рассмотрим способы:

  • газ-тормоз;
  • ступенчатый, с понижением усилия;
  • ступенчатый, с повышением усилия;
  • прерывистый;
  • силовое торможение мотором;
  • торможение силовым агрегатом.

А теперь рассмотрим виды:

  1. Аварийное. Аварийное торможение используется тогда, когда обычные способы не приносят необходимых результатов.
  2. Стояночное. Для торможения применяется ручной тормоз. Стояночное торможение применяется для фиксации транспортного средства в состоянии покоя.
  3. Экстренное. Такой способ используется при возникновении экстренной ситуации. Такой способ позволяет максимально быстро замедлить машину.
  4. Служебное. Это стандартный способ. Существует два варианта:
  • до полной остановки машины — применяется для полной остановки машины;
  • частичное — этот способ используется для снижения скорости.

Экстренное торможение

Как правило, экстренное торможение используется в старых машинах, которые не оборудованы современными системами безопасности (ESP, ABS и т. д.).

Определение скорости авто с помощью тормозного пути

Проводить расчёт по формуле достаточно сложно. Для определения скорости машины можете воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами. Найти такой онлайн-калькулятор можно в поисковой системе.

Онлайн-калькуляторы разработаны с учётом всех требований. В них учтены все данные и формулы.

Вам нужно только вести такие данные:

  • длина следа торможения;
  • вид дорожного покрытия;
  • степень загрузки транспортного средства;
  • тип автомобиля;
  • скорость движения.

Далее, всю работу за вас сделает онлайн-калькулятор.

А теперь рассмотрим формулу для определения скорости движения. Формула: 0.5 х t3 х j + √2Sю х j.

Описание:

  • Sю — это длина следа;
  • j — этот символ обозначает замедление транспортного средства при торможении;
  • t3 — это нарастание замедления машины;
  • Va — начальная скорость машины.

Отличие тормозного пути от остановочного

Рассмотрим подробнее эти два понятия.

  1. Тормозной. Это расстояние, проходимое машиной с момента нажатия на педаль. Он является частью остановочного пути.
  2. Остановочный. Это расстояние, проходимое машиной с момента обнаружения опасности.

Определить тормозной путь автомобиля можно двумя способами:

  • провести расчёты по специальной формуле;
  • воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые можно найти на профильных сайтах.

На тормозной путь влияет большое количество факторов (дорожное покрытие, состояние транспортного средства, погодные условия, навыки водителя, способ торможения, протектор шин).

Не нашли ответа на свой вопрос? Узнайте, как решить именно Вашу проблему — позвоните прямо сейчас:

+7 (499) 455-03-75 (Москва)
+7 (812) 407-26-30 (Санкт-Петербург)

Может случиться так, что от длины тормозного пути будет зависеть целостность кузова автомобиля и сохранность его пассажиров. Автомобиль на скорости просто не может резко замереть после нажатия на тормоз, даже если на нем стоят качественные покрышки и эффективная система торможения. После того, как нажата педаль тормоза, машина в любом случае преодолевает некоторое расстояние, и называется это расстояние — тормозной путь.

Водителю необходимо постоянно рассчитывать длину тормозного пути в соответствии с одним из правил по безопасности движения, которое говорит о том, что путь торможения должен быть меньше, чем расстояние до помехи.

В данной ситуации, все зависит от реакции и умения водителя, чем раньше он нажмет на тормоз и правильнее рассчитает длину тормозного пути, тем раньше, и успешнее авто затормозит.

Тормозной путь автомобиля при скорости 60 км/ч

Длина остановочного пути также зависит не только от водителя, но и от других сопутствующих факторов: от качества дороги, скорости движения, погодных условий, состояния тормозной системы, устройства тормозной системы, шин автомобиля и многих других.

Обратите внимание, что вес легкового автомобиля не влияет на длину тормозного пути. Это связано с тем, что вес автомобиля увеличивает инертность автомобиля при выполнении торможения, препятствуя при этом торможению, но увеличивает сцепление шин с дорогой благодаря увеличенной массе авто.

Эти физические свойства компенсируют друг друга, при этом практически не оказывая влияние на длину тормозного пути.

Скорость торможения напрямую зависит от способа торможения. Резкий тормоз до упора, приведет к заносу или движению машины юзом (если машина не оборудована системой ABS).

Постепенное нажатие на педаль применяется когда на дороге хорошая видимость и спокойная обстановка, оно не подходит для экстренных ситуаций. При прерывистом нажатии можно потерять управляемость, но зато быстро остановиться. Также возможно ступенчатое нажатие (схоже по эффекту с системой АБС).

Существуют специальные формулы, которые позволяют определить длину тормозного пути. Мы попробуем просчитать формулу по разным условиям, в зависимости от типа дорожного покрытия.

Формула для определения тормозного пути
Тормозной путь на сухом асфальте

Вспоминаем уроки физики, где ? – это коэффициент трения, g – ускорение свободного падения, а v – скорость движения машины в метрах в секунду.

Ситуация следующая: едет водитель на автомобиле Lada скорость которого 60 км/час. Буквально в 70 метрах идет женщина преклонного возраста, которая забыв о правилах безопасности спешно догоняет маршрутное такси (стандартная ситуация для России).

Воспользуемся этой самой формулой: 60 км/ч = 16,7 м/сек. У сухого асфальта коэффициент трения равняется 0,7 , g – 9,8 м/с. На самом деле, в зависимости от состава асфальта, он равен от 0.5 до 0.8, но всё же возьмем усредненное значение.

Полученный по формуле результат 20,25 метров. Естественно, что данное значение уместно лишь для идеальных условий, когда на машину установлена качественная резина и тормозные колодки, тормозная система исправна, при торможении вы не уходите в юз и не теряете управление, от множества других идеализированных факторов, которые не встречаются в природе.

Также для перепроверки результата, существует еще одна формула определения тормозного пути:

S = Кэ * V * V / (254 * Фс) , где Кэ – тормозной коэффициент, для легковых авто он равняется единице; Фс – коэффициент сцепления с покрытием 0,7 (для асфальта).

Подставляем скорость движения транспортного средства в км/ч.

Получается, что тормозной путь 20 метров для скорости 60 км/ч, (для идеальных условий), в том случае если торможение будет резким и без юза.

Тормозной путь на покрытии: снег, лед, мокрый асфальт

Коэффициент сцепления помогает обозначить длину остановочного пути при разных дорожных условиях. Коэффициенты для разных дорожных покрытий:

  • Сухой асфальт – 0,7
  • Мокрый асфальт – 0,4
  • Укатанный снег – 0,2

Попробуем подставить эти значения в формулы, и найдем значения длины тормозного пути для дорожного покрытия в разное время года и при разных погодных условиях:

  • Мокрый асфальт – 35,4 метра
  • Укатанный снег – 70,8 метра
  • Лед – 141,6 метра

Получается, что на льду длина тормозного пути практически в семь раз выше, относительно сухого асфальта (так же как и подставляемый коэффициент). На длину тормозного пути влияет качество зимней резины, физические свойства.

Тестирование показало, что с системой АБС остановочный путь существенно снижается, но все же при гололеде и снеге АБС не влияет, а наоборот ухудшает эффективность торможения, если ее сравнивать с тормозной системой без ABS. Тем не менее, в АБС по большей мере все зависит от настроек и наличия системы распределения тормозного усилия (ЕБД).

Преимущество АБС в зимнее время – полный контроль над управлением автомобиля, что сводит к минимуму возникновения неуправляемого заноса при выполнении торможения. Принцип работы АБС схож с выполнением ступенчатого торможения на автомобилях без АБС.

Система АБС уменьшает тормозной путь на: сухом и мокром асфальте, укатанном гравии, разметке .

На льду и укатанном снеге использование АБС увеличивает тормозной путь на 15 — 30 метров, но позволяет сохранить контроль над машиной, без увода машины в занос. Этот факт следует учитывать.

Как тормозить на мотоцикле?

Правильно тормозить на мотоцикле задача довольно сложная. Можно тормозить задним колесом, передним, либо двумя, юзом или двигателем. При неправильном торможении на больших скоростях можно потерять равновесие. Для того, чтобы рассчитать тормозной путь мотоцикла на 60 км/ч также подставляют данные в формулу. Учитывая при этом другой тормозной коэффициент и коэффициент трения.

Тормозной путь мотоциклов

  • Сухой асфальт: 23 — 33 метра
  • Мокрый асфальт: 35 — 46 метра
  • Грязь и снег: 70 — 95 метра
  • Гололед: 95 — 128 метра

Второй показатель – тормозной путь при торможении мотоцикла юзом.

Длину тормозного пути должен знать и уметь рассчитать любой владелец транспортного средства, и лучше это делать визуально.

Следует помнить, что при возникновении дорожно-транспортного происшествия по длине юза, который останется на дорожном покрытии, можно определить скорость движения транспортного средства перед столкновением с препятствием, что может констатировать превышение допустимой скорости водителем и сделать из него виновника происшествия.

Прием заказов на покупку автомобиля стартовал в марте, и уже на днях автомобиль поступил в продажу. Новинку отличает переработанный задний бампер с центральной подножкой, рулевое колесо и рычаг коробки передач с кожаной отделкой.

На индийском рынке появится доработанный кроссовер Suzuki Vitara Brezza. Автомобиль выйдет под брендом Toyota в 2019 году. Модель пользуется большим спросом на местном рынке. В общей сложности, было продано 210 тысяч единиц.

  • 10 — 11 классы
  • Физика
  • 5 баллов

Определить тормозной путь автомобиля если он двигался со скоростью 72км/ч и остановился за 5 с

«>

litezona.ru

Основы теории торможения

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТОРМОЖЕНИЯ

Образование тормозной силы

Рассмотрим силовые процессы, происходящие после прижатия колодки к катящемуся колесу. Нажатие на вращающееся колесо колодки с силой К вызывает появление силы трения Т между колодкой и колесом, которая действует от колодки на колесо против его вращения, т. е. стремится остановить это вращение. Тормозить поступательное движение поезда сила трения Т не может, так как это внутренняя сила по отношению к поезду — колодка является частью самого поезда и движется вместе с ним.

Однако под действием внутренней силы Т колесо начинает «цепляться» за рельс в точке контакта О1. Возникает сила сцепления колеса с рельсом В, равная по величине силе Т. Сила В стремится утащить рельс за собой (сдвинуть его по ходу движения поезда). Так как рельс прикреплен к шпалам, то он остается неподвижным (в путевом хозяйстве хорошо известно явление угона рельсов под действием сил сцепления В). Особенно интенсивно угон рельсов происходит в местах, где обычно производится служебное торможение поездов. В свою очередь, неподвижный рельс тормозит катящееся по нему колесо с силой Вт, являющейся реакцией рельса на силу В. Сила Вт является внешней силой по отношению к поезду и направлена против направления его движения, поэтому она является тормозной силой.
Тормозная сила выполняет еще одну важную функцию: являясь реакцией рельса на силу Т и направленная по направлению вращения катящегося колеса, она уравновешивает эту силу трения Т, заставляя колесо продолжать вращение, препятствуя переходу колесной пары на юз.
Итак, колодки прижимаются к колесам для того, чтобы возникшая сила трения Т вызывала появление равной ей внешней силы Вт, которая, будучи направленной по вращению колеса, препятствует переходу его на юз и в то же время, имея направление против движения поезда, тормозит его. Чтобы облегчить представление этой картины, достаточно мысленно приподнять тормозимые колесные пары над рельсами, и тогда станет ясно, что колесные пары, потеряв сцепление с рельсами, под действием сил трения Т сразу прекратят вращение, но сам поезд будет продолжать движение вперед. Точно так же торможение самолетов колесами их шасси возможно только после приземления на посадочную полосу.

Коэффициент трения тормозных колодок

Сила трения Т между колесом и колодкой оказывается в несколько раз меньше силы К нажатия колодки на колесо. Отношение φк в механике называется «коэффициент трения» и обозначается в тормозных расчетах φк.
Если известна величина коэффициента трения, то сила трения определяется из равенства Т = φк, а тормозная сила Вт одиночного колеса (без учета влияния инерции вращающихся масс) численно равна силе трения, то есть В =Т.
Величины коэффициентов трения определяют опытным путем на специальных стендах или посредством торможения составов из нескольких одинаковых вагонов. Этот сцеп разгоняется локомотивом-толкачом до максимальной скорости, после чего толкач отстает, а поезд тормозится с определенной силой нажатия колодок. Следующий такой опыт проводят с другой силой нажатия колодок и т. д. По записям, полученным на специальной скоростемерной ленте, рассчитывают тормозные силы в интервалах скоростей по 10 или 5 км/ч.
На основании опытов составляют графики зависимости коэффициентов трения от скорости движения для различных сил нажатия колодок.

Зависимость действиетльного коэффициента трения
колодок от действительного нажатия на колодку и скорости движения

Затем по полученным результатам выводят эмпирическую (опытную) формулу. Эти формулы утверждены МПС для дальнейшего использования при всех практических расчетах. Например, формула (1.1) применяется для расчета действительных коэффициентов трения композиционных колодок, а формула (1.2) — для чугунных.

Основными факторами, влияющими на величину коэффициентов трения, являются скорость движения, удельная сила нажатия колодки на колесо и материал колодки. Из графикаи приведенных выше формул видно, что с уменьшением скорости коэффициент трения увеличивается. Машинистам это хорошо известно практически: по мере уменьшения скорости ощущается усиление тормозного эффекта (замедление поезда), особенно при чугунных колодках. С увеличением силы нажатия К коэффициент трения снижается, но это не значит, что с ростом К сила трения Т уменьшается — она увеличивается, но не пропорционально К.
Поясним на примере. При скорости V=70 км/ч и нажатии К = 1 тс коэффициент трения чугунной колодки φк = 0.146. Значит, сила трения колодки Т= φкК = 0.146 тс. При увеличении силы нажатия в два раза. т. е. К=2 тс. при той же скорости 70 км/ч коэффициент трения оказывается меньше: φк =0.115. Сила же трения составит Т= 0.230 тс., т. е. увеличилась, но не в два раза, а только в 1,57 раз. При увеличении силы нажатия в пять раз (К=5тс) коэффициент трения при той же скорости V=70 км/ч оказывается всего φк = 0.09. а сила трения Т = 0.450 тс., т. е. увеличивается, но всего в 3 раза.
Из сравнения графиков коэффициентов трения чугунных и композиционных колодок видно, что у последних значения φк выше, а сами графики более пологие, т. е. интенсивность снижения коэффициента трения при увеличении скорости значительно меньше.

Коэффициент сцепления

Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления Вс , действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта.

Сцепление колес с рельсами представляет сложный процесс, при котором происходит преодоление механического зацепления микронеровностей поверхностей колеса и рельса и их молекулярного притяжения.
Коэффициент сцепления зависит в основном от осевой нагрузки. состояния поверхностей колеса и рельса, скорости движения, площади контакта, типа тягового привода и может изменяться в широких пределах (0.04 — 0.30). Наиболее неблагоприятное сцепление имеет место при моросящем дожде, образовании на рельсах инея или при загрязнении рельсов перевозимыми нефтепродуктами, смазкой, торфяной пылью. Простым и эффективным способом повышения коэффициента сцепления является подача песка под колесные пары.

Условие безъюзового торможения

Явление, когда колесо прекращает свое вращение и начинает скользить по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием или юзом.
Как правило, заклинивание колесной пары не происходит мгновенно. Предварительно колесная пара начинает проскальзывать, скорость ее становится меньше поступательной скорости подвижного состава. Это приводит к увеличению тормозной силы Вт за счет повышения коэффициента трения φк . В точке к контакта колеса с рельсом кинетическая энергия превращается в тепловую, что может привести к сдвигу металла на поверхности катания колеса при проскальзывании (образование навара) или образованию овальной площадки (ползуна) при скольжении. Поэтому максимальная величина тормозной силы ограничивается условиями сцепления колес с рельсами. Следовательно, во избежание юза максимальное тормозное нажатие принимают таким, чтобы тормозная сила не превышала силу сцепления колеса с рельсом. Для этого должно выполняться правило:

где:

  • φк — коэффициент трения;
  • К — сила нажатия колодок на ось;
  • Ψк — коэффициент сцепления колеса с рельсом;
  • q — осевая нагрузка.

В этом случае максимальное нажатие колодок на ось равно:

Отношение φк / Ψк = δ называют коэффициентом нажатия тормозной колодки. При заданной осевой нагрузке допустимые значения коэффициента нажатия будут зависеть от значении Ψк и φк, которые в свою очередь зависят от скорости движения и материала колодок. При расчетах значения 6 для локомотивов принимают в пределах 0.5-0.6.

На рисунке показана зависимость коэффициентов трения чугунной тормозной колодки и сцепления колеса с рельсом при различных скоростях движения. Из приведенных графиков видно, что при снижении скорости в процессе торможения значения φк становятся больше Ψк., следовательно, вероятность заклинивания колесных пар выше при низких скоростях движения; при высоких скоростях значения Ψк больше φк, и значит, опасность юза практически исключается, а силу нажатия колодки на колесо можно увеличить для реализации большей тормозной силы.

Способы регулирования величины тормозной силы

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, то есть когда тормозная сила еще не достигла максимальной величины. Поэтому при допустимых условиях по величинам продольных динамических усилий в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.
Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость изменения тормозной силы (в первую очередь для подвижного состава, оборудованного чугунными тормозными колодками). Для грузовых тормозов большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки от колесной пары на рельс. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование величины тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона в тормозах грузового типа достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженный. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось.Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре.
Автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) позволяет избежать ошибки при установке требуемого режима торможения.Корпус авторежима крепится к подрессоренной хребтовой балке вагона, а упор соприкасается с плитой, укрепленной на необрессоренной части тележки. По мере загрузки вагона расстояние между корпусом авторежима и опорной плитой уменьшается вследствие прогиба рессор вагона. Колебания кузова вагона не сказываются на давлении в тормозном цилиндре, так как демпфирующие пружины и дроссельное отверстие гасят колебания подвижной части авторежима.
Загрузку вагона можно оценить по положению клина амортизатора относительно фрикционной планки рессорного подвешивания вагона. Вагон считается порожним, если верхняя плоскость клина амортизатора находится выше фрикционной планки.

Скоростное регулирование тормозной силы. Изменение тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку за счет повышения давления в тормозном цилиндре.

В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К2) на пониженное (К1) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (например, при V=50 км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары тележки. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения полного торможения. При полных торможениях и малых скоростях движения величина тормозной силы может превысить значение силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К делает расчет тормозной сипы с использованием формул 1.1. и 1.2. для определения коэффициентов трения весьма трудоемким. Для упрощения тормозных расчетов пользуются методом приведения, при котором действительные значения К и φк заменяются расчетными значениями К и φкр, а коэффициент трения определяется при одном, условно выбранном тормозном нажатии Ку, но при этом обеспечивалось бы равенство:

Значения Ку принимают: для чугунных колодок — 2.7 тс. для композиционных колодок — 1.6 тс. Подставляя значения Ку в формулы 1.1. и 1.2. получим значения расчетных коэффициентов трения соответственно для чугунных и композиционных колодок:

 

После подстановки значений φк и φкр в выражение 1.6. получим формулы для определения расчетных сил нажатия чугунных и композиционных колодок:

 

Если в поезде используются тормоза с разными типами тормозных колодок (например, чугунными и композиционными), то необходимо привести расчетное нажатие к одной системе нажатий. Это приведение выполняют умножением величины нажатия на соответствующий коэффициент эффективности, которые зависят от скорости движения. Коэффициенты эффективности определяют исходя из равенства длины тормозного пути при действии колодок разного типа. На железных дорогах России за основную принята система расчетных значений нажатий чугунных тормозных колодок, для которых установлены все тормозные нормативы и действующие номограммы и таблицы зависимости тормозных путей от скорости начала торможения, удельных расчетных нажатий и крутизны уклонов.

Расчет тормозного пути

В настоящее время существует три метода тормозных расчетов:

  • аналитический метод Правил тяговых расчетов;
  • метод численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам времени;
  • графический способ.

С помощью аналитического метода ПТР решают задачи, в которых реализуется полная тормозная сила:

  • при определении расстояния ограждения мест препятствий движению поезда – экстренное торможение;
  • при выборе расстояния между постоянными сигналами — полное служебное торможение;
  • при проверке расчета выбора расстояния между постоянными сигналами – автостопное торможение.

Тормозной путь при полном служебном торможении рассчитывается так же как при экстренном торможении, но значение тормозного коэффициента принимается равным 0.8 от его полного значения.В практике часто возникает необходимость точного расчета тормозного пути или скорости движения поезда при ступенчатых торможениях, во время безостановочного следования по переломному не спрямляемому профилю пути и при других разнообразных условиях торможения. В таких случаях тормозные задачи решают численным интегрированием уравнения движения поезда не по интервалам скорости, а по интервалам времени.

Расчет тормозного пути методом ПТР

Полный тормозной путь , проходимый поездом от начала торможения до остановки, принимается равным сумме пути подготовки тормозов к действию Sп и действительного пути торможения

где:

  • Vнт — скорость поезда в момент начала торможения, км/ч;
  • tп — время подготовки тормозов поезда к действию, с;
  • 3.6 – переводной коэффициент. 

Время подготовки тормозов к действию определяется из условия замены медленного, реального процесса наполнения тормозного цилиндра среднего вагона, мгновенным наполнением до полной величины, при условии равенства тормозных путей, проходимых поездом при реальном и условном наполнении тормозных цилиндров.

В зависимости от рода подвижного состава и его длины время подготовки тормозов к действию определяется по формуле 

Величины коэффициентов а и б зависят от рода движения, вида управления тормозами в пассажирском поезде, от длины поезда в осях и принимаются по таблице

Условия выбора величины коэффициента

а

б

Пассажирский поезд :  
С пневматическими тормозами

4

5

С электропневматическими тормозами

2

3

Грузовой поезд длиной :
до 200 осей

7

10

до 300 осей

10

15

до 400 осей

12

18

до 400 осей, если все ВР усл. № 483

6

8

Величина действительного пути торможения определяется суммированием величин пути торможения в выбираемых интервалах скорости при условии постоянства величин удельных сил, действующих на поезд в этом интервале, по формуле 1.14 

 

Удельная тормозная сила определяется по формуле

Расчетный тормозной коэффициент поезда с учетом веса и нажатия локомотива вычисляется по формуле 

Сумма расчетных сил нажатия тормозных колодок поезда подсчитывается по формуле или берется из справки формы ВУ-45 

При определении тормозного коэффициента грузового груженого поезда на спусках до 20 ‰ вес локомотива и нажатие его колодок не учитываются.
Основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива может быть подсчитано по формуле жатие его колодок

 

Действительный тормозной путь при автостопном торможении определяют так же, как при экстренном торможении, а время подготовки тормозов к действию рассчитывают с учетом дополнительных 12 с, необходимых для срабатывания электропневматического клапана (ЭПК) автостопа.
По результатам расчетов тормозных путей при экстренном торможении строят специальные графики (номограммы) или таблицы, в которых указываются длины тормозных путей в зависимости от расчетного нажатия колодок на 100 тс веса состава или поезда (или в зависимости от расчетного тормозного коэффициента) для различных начальных скоростей и уклонов.Эти номограммы и таблицы приведены соответственно в Правилах тяговых расчетов и в Инструкции по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог.

Анимация (мультик) по схемам прямодействующего, непрямодействующего тормоза и ЭПТ. Для скачивания проги кликните по картинке

Отличное пособие по новому воздухораспределителю пассажирских вагонов № 242.
С анимацией и дикторским сопровождением. Для скачивания PDF кликните по картике

Проект» Безопасность движения. Расчет тормозного пути»

Оглавление

Введение

2

  1. Теоретическая часть

Тормозной путь автомобиля

    1. Факторы влияющие на тормозной путь автомобиля

3

    1. Определение тормозного пути расчетным способом

7

  1. Практическая часть

Расчет тормозного пути по разным условиям, в зависимости от типа дорожного покрытия

8

Заключение

11

Используемые источники

12

Приложение

13

Введение

Может случиться так, что от длины тормозного пути будет зависеть целостность кузова автомобиля и сохранность его пассажиров. Автомобиль на скорости просто не может резко замереть после нажатия на тормоз, даже если на нем стоят качественные покрышки и эффективная система торможения. После того, как нажата педаль тормоза, машина в любом случае преодолевает некоторое расстояние, и называется это расстояние — тормозной путь.

Водителю необходимо постоянно рассчитывать длину тормозного пути в соответствии с одним из правил по безопасности движения, которое говорит о том, что путь торможения должен быть меньше, чем расстояние до помехи.

В данной ситуации, все зависит от реакции и умения водителя, чем раньше он нажмет на тормоз и правильнее рассчитает длину тормозного пути, тем раньше, и успешнее авто затормозит.

Актуальность работы: безопасность движения всегда является одним из важнейших факторов в инженерных транспортных разработках.

Цель работы: исследование факторов, влияющих на длину тормозного пути автомобиля.

Задачи:

— изучить информацию об антиблокировочной системе тормозов, ее преимуществах и недостатках;

— изучить способы расчета тормозного пути автомобиля в зависимости от дорожного покрытия и скорости автомобиля;

— выполнить расчет тормозного пути при скорости автомобиля 50 км/ч — 100 км/ч на разных дорожных покрытиях и сделать выводы.

Гипотеза: антиблокировочная система тормозов является инженерной разработкой, позволяющей обеспечивать безопасность движения на дорогах.

Теоретическая часть

Тормозной путь автомобиля

    1. Факторы влияющие на тормозной путь автомобиля

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.

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:

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.

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 чего зависит скорость замедления? Разумеется, от вида покрышек и качества резины. 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». Приведем пример:

Скорость торможения напрямую зависит от способа торможения. Резкий тормоз до упора, приведет к заносу или движению машины юзом (если машина не оборудована системой ABS).

Постепенное нажатие на педаль применяется, когда на дороге хорошая видимость и спокойная обстановка, оно не подходит для экстренных ситуаций. При прерывистом нажатии можно потерять управляемость, но зато быстро остановиться. Также возможно ступенчатое нажатие (схоже по эффекту с системой АБС).

Самой массовой опцией, которая появилась на машинах в последние десять лет, стала антиблокировочная система тормозов — АБС, предотвращающая блокировку колес при торможении. Если во время торможения одно или несколько колес автомобиля заблокируются и начнут скользить по поверхности, АБС ослабит давление в соответствующей тормозной магистрали, и колесо вновь начнет вращаться. Если педаль тормоза будет постоянно и сильно нажата, этот процесс блокировки-разблокировки колеса будет продолжаться непрерывно до конца торможения и может осуществляться несколько раз в секунду. Даже многие из тех, кто знает, что такое ABS, порой ошибочно или не до конца верно представляют себе основное предназначение этой системы. Главной ошибкой в представлении функционала АБС является уверенность в том, что антиблокировочная система нужна для уменьшения тормозного пути автомобиля. Однако на самом же деле ее главное предназначение — сохранить возможность управлять транспортным средством во время торможения, даже экстренного.

Еще одна фундаментально важная функция АБС, прямо проистекающая из вышеописанного — обеспечение безопасного, равномерного и прямолинейного торможения на поверхностях с неоднородным сцеплением. Например, если одна сторона автомобиля попала на мокрую поверхность, скользкую линию разметки или наледь, а другая движется по относительно чистому асфальту, экстренное торможение без АБС приведет к тому, что одна сторона будет тормозить эффективнее чем другая — и автомобиль немедленно развернет и закрутит в неуправляемом заносе. Особенно это опасно при движении в повороте, когда на автомобиль уже действует боковое усилие: перепад эффективности торможения колес в этом случае легко нарушает баланс.

Впрочем, утверждение о полезности ABS для уменьшения тормозного пути автомобиля тоже верно, но лишь отчасти. На поверхностях с равномерным и достаточным сцеплением колес с покрытием торможение «юзом» с заблокированными колесами будет менее эффективным, чем торможение без блокировки колес, и тормозной путь в первом случае, как правило, будет, больше. В этом случае использование АБС действительно уменьшает тормозной путь, не давая колесам скользить по поверхности. Однако на рыхлых поверхностях, таких как гравий, снег или песок, при торможении без ABS заблокировавшиеся колеса зарываются вглубь, создавая перед собой дополнительный барьер, сокращающий тормозной путь. Работа АБС в этом случае заставляет колеса вращаться, не позволяя им зарываться и удлиняя тем самым тормозной путь автомобиля.

«Ухудшает» антиблокировочная система и торможение на чистом льду на шипованных шинах: заблокированное шипованное колесо «вгрызается» в лед, оставляя за собой борозды, и работает на пределе своих возможностей — а если в дело вступает ABS, колесо вращается с короткими проскальзываниями, и эффективность такого торможения будет ниже. Именно этим фактом оперируют многие «опытные» и «знающие» водители, считающие ABS технологическим излишком, мешающим им «контролировать» автомобиль. Однако несмотря на увеличение тормозного пути, АБС и на льду сохраняет свое основное преимущество: дает возможность маневрировать и управлять автомобилем, а не просто ждать исхода, зажав педаль тормоза.

Обильные проверки показали, что ABS сократит тормозной путь на сухом или мокром асфальте, а также отлично работает на гравии. А вот в других условиях система частично теряет свою ценность.
В зимних условиях ABS увеличит тормозной путь на 15-30 метров при движении по снегу или льду. При этом система оставит водителю контроль над машиной, что может быть критически важно при движении по гололёду.

    1. Определение тормозного пути расчетным способом

Существуют специальные формулы, которые позволяют определить длину тормозного пути. Тормозной коэффициент у обычного легкого автомобиля равняется единице.

В своей работе мы воспользовались универсальной формулой расчета тормозного пути автомобиля, в которой используются фиксированные коэффициенты. S= kэ * ν0* ν0 / (254 * Фс) (1)
где S — тормозной путь в метрах,
kэ — тормозной коэффициент,
ν0 — скорость в км/ч в начале торможения,
Фc — коэффициент сцепления с дорогой.
Длина тормозного пути обратно пропорциональна коэффициенту сцепления с трассой. Проще говоря — чем хуже «держит» дорога, тем дольше машина тормозит. Посмотрим на изменения коэффициента (Фс) подробнее:
при сухом асфальте — 0,7;
на мокром асфальте — 0,4;
если укатан снег — 0,2;
обледеневшая дорога — 0,1.

Для сравнения полученных результатов, мы решили еще использовать следующую формулу для расчета тормозного пути

Вспоминаем уроки физики, μ – это коэффициент трения, g– ускорение свободного падения, а v0 – скорость движения машины в метрах в секунду.

Практическая часть

Расчет тормозного пути по разным условиям, в зависимости от типа дорожного покрытия

Мы попробуем просчитать длину тормозного пути автомобиля по разным условиям, в зависимости от типа дорожного покрытия, при скорости движения автомобиля 50 -100 км/ч.

Машина движется по трассе со скоростью в 50 км/ч.

Тогда длина тормозного пути будет равна:

S = 1∙50∙50/(254∙0,7) = 14,1 м на сухом асфальте

v = 50 км/ч = 13,9 м/с ;

сравнения полученных результатов:

S = 13,92 / 2∙ 0,7 ∙ 9,81 = 14,1 м

S = 1∙50∙50/(254∙0,4) = 24,6 м на мокром асфальте

сравнения полученных результатов:

S = 13,92 / 2∙ 0,4 ∙ 9,81 = 24,6 м


S = 1∙50∙50/(254∙0,2) = 49,2 м если укатан снег
сравнения полученных результатов:

S = 13,92 / 2∙ 0,4 ∙ 9,81 = 49,2 м

S = 1∙50∙50/(254∙0,1) = 98,4 м обледеневшая дорога
сравнения полученных результатов:

S = 13,92 / 2∙ 0,1 ∙ 9,81 = 98,4 м

Аналогично нами был выполнен расчет тормозного пути автомобиля при скорости его движения от 60 до 100 км/ч, расчеты приведены в таблице:

скорость,

км/ч

сухой асфальт, м

мокрый асфальт, м

укатан снег, м

обледеневшая дорога, м

50

14.1

24.6

49.2

84.3

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

Эти цифры позволили нам увидеть, как изменяется тормозной путь при движении автомобиля со скоростями 50 км/ч — 100 км/ч в зависимости от условий: на сухой дороге тормозной путь приблизительно в 1.8 раза меньше в сравнение с мокрой дорогой. При обледеневшем дорожном полотне, тормозной путь в семь раз больше, чем при торможении на сухом асфальте. На заснеженной трассе тормозной путь увеличивается приблизительно в 3.5 раза в сравнение с сухой дорогой.

Так же расчеты дали возможность нам убедиться, что чем больше скорость в начале торможения, тем больше тормозной путь.

Заключение

В ходе исследования мы выяснили, что антиблокировочная система тормозов действительно является инженерной разработкой, позволяющей обеспечивать безопасность движения на дорогах. АБС значительно улучшает активную безопасность автомобиля. Современный водитель гораздо менее специфичен и профессионален, чем полвека назад: если когда-то давно к водителю предъявляли высокие требования, заставляя его уметь многое, то теперь автомобиль стал предметом быта, и управление им делают максимально доступным для каждого. Соответственно, современный автомобиль должен быть максимально удобен и безопасен в управлении даже для начинающего водителя с минимальной квалификацией.

Ну а АБС в частности решает проблему потери управления при экстренном торможении. Резкое появление препятствия на дороге заставляет человека инстинктивно ударить по тормозам. В случае, если он вошел в поворот на слишком высокой скорости, решение будет тем же. Зацепил обочину — тоже торможение… В общем, естественная реакция человека на возникновение опасной или просто нештатной ситуации — это резкое нажатие на педаль тормоза, и уже потом — возможно, попытка исправить эту ситуацию рулем. АБС в этом случае заметно снижает цену этой ошибки. Поэтому неудивительно, что, к примеру, в Евросоюзе оснащение автомобиля АБС стало обязательным по закону еще в 2004 году.

Цель работы достигнута – в ходе выполненных расчетов мы выяснили, как длина тормозного пути автомобиля зависит от состояния дорожного полотна и скорости автомобиля. Эти знания помогают водителю во время торможения и тем самым обеспечивают безопасность движения на дорогах.

Используемые источники:

1.Статья «От чего зависит длина тормозного пути и по какой формуле ее можно рассчитать»

https://znanieavto.ru/stop/tormoznoj-put avtomobilya.html#h3_2

2. Борис Игнашин Статья «Как ездить зимой с АБС или ЕСП»

https://www.kolesa.ru/article/kak-ezdit-zimoj-s-abs-i-esp-2015-01-16

7

что это, значение, принцип работы

Тормозной путь автомобиля — это дистанция до полной остановки, которую успевает преодолеть машина с того момента, как водитель нажал педаль тормоза. Важно понимать, что остановочный путь всегда больше, чем тормозной. Ведь он включает еще и расстояние, пройденное с того момента, как водитель обнаружил опасность и нажал на тормоза.

Как рассчитать тормозной путь

Длина пути рассчитывается по следующей формуле:

l = V2/(2µg), где

  • l — путь,пройденный автомобилем;

  • V — скорость авто;

  • µ — коэффициент, определяющий силу трения

  • g — ускорение свободного падения (9,8м/с2).

Скорость легко определяется по показаниям спидометра, а коэффициент трения покрышек на сухом асфальте колеблется в диапазоне 0,5-0,8.

Для приблизительных расчетов используется µ=0,7.

Для скорости 60 км/час (по системе СИ — 16,7 м/с) тормозной путь равен:

16,72/(2*0,7*9,8)=20,24 метров.

Столько проедет серийная машина с момента начала торможения.

Однако такое значение актуально лишь для условий, приближенных к идеальным. При неравномерном срабатывании тормозов (цилиндров и колодок на каждом колесе) машина может потерять управляемость. Для восстановления контроля придется ослабить нажатие на тормоз. В этом случае тормозной путь будет значительно длиннее.

При расчете пройденного расстояния учитывается квадрат скорости. То есть, с ростом скорости тормозной путь резко удлиняется. При 80 км/час он составит уже 36 м, а на 120 км/час — 81 метр.

От чего зависит длина тормозного пути

Как видим, на тормозной путь влияют два параметра: скорость и коэффициент трения. Если скорость полностью зависит от действий водителя, то с трением все значительно сложнее. Давайте разберемся, какие факторы на расстояние, необходимое машине для остановки.

Состояние шин

Коэффициент сцепления (µ) зависит от следующих параметров:

Изношенный протектор сильно ухудшает торможение на мокрой, заснеженной или даже грязной дороге. Зато зависимость тормозного пути от температуры нелинейна.

При низких температурах резина теряет эластичность и коэффициент трения уменьшается. Поэтому в холодное время года нужно использовать зимние шины независимо от того, как успешно дорожные службы справляются с уборкой снега. Зимой даже на чистом асфальте тормозной путь на зимней резине будет намного короче, чем на летней.

При высоких температурах резина становится слишком мягкой. При этом она интенсивно изнашивается и начинает легче скользит по асфальту. Поэтому летом быстрее остановиться получится на летней резине, которая сохраняет эластичность, но не «течет» подобно пластилину.

Дорожное покрытие

Коэффициент трения, который на сухом асфальте равен 0.7, меняется в зависимости от погодных условий:

  • 0,1 — гололед;

  • 0,2 — снежный накат;

  • 0,4 — мокрый асфальт.

В летнее время нужно остерегаться больших луж и грязи. Лужи могут вызвать эффект аквапланирования, при котором сцепление с дорогой будет даже хуже, чем на укатанном снегу. Не менее опасна и грязь: тонкий слой мокрой глины, практически невидимый глазом, делает асфальт таким скользким, что на нем становится сложно просто устоять на ногах.

Антиблокировочная система

Как известно из школьного курса физики, сила трения скольжения всегда ниже, чем трения покоя. То есть, при торможении «юзом» тормозной путь больше. Этот эффект давно известен опытным водителями. Чтобы быстрее остановиться и не потерять управление на скользкой дороге, они используют «прерывистое» торможение. Метод заключается в том, что при блокировке колес водитель на мгновение отпускает педаль тормоза и тут же нажимает ее снова.

На большинстве современных серийных авто устанавливается электронная антиблокировочная система. Она контролирует вращение каждого колеса и снижает давление в тормозной магистрали при блокировке. В отличие от «прерывистого торможения», ABS контролирует каждый тормозной цилиндр в отдельности и ослабляет торможение только для заблокированных колес. За счет этого удается достичь минимального тормозного пути на сухом асфальте, гололеде и мокрой дороге.

Однако антиблокировочная система не всегда позволяет остановить авто быстрее, чем торможение «юзом». На снегу и грязи она не позволяет протектору поглубже «зарыться» в дорогу. Особенно заметен эффект при использовании шипованной резины. Поэтому если вы хотите, чтобы шипы эффективно тормозили, «вгрызаясь» в снег, лед или грязь, ABS стоит отключить.

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
  • Вес транспортного средства
  • Дорожные условия (скользкий, ледяной, снег, сухой, мокрый)
  • 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, что такое 50 миль в час в квадрате… деленное на..?» splat.

Хорошо, это 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

Удвойте (X2) , эти расстояния для мокрых дорог, и умноженные на десять ( X10) для снега / льда .

Рассчитайте тормозной путь EASY WAY.

Это не тормозной путь, но хорошее место для старта.

Согласно Smartmotorist.com, вы должны 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 уже проезжаете тот же дорожный знак / объект, который выбрали.

На 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.

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 апр. 2017

Как рассчитать тормозной путь!

Во время теоретического теста вас спросят о тормозном пути при определенных скоростях, цифры перечислены ниже:

Теперь вы можете просто попытаться запомнить эти цифры, но их может быть довольно сложно запомнить, поэтому это методы для расчета цифр, вам просто нужно относительно хорошо разбираться в математике.


Дистанция мышления:

Это время, которое в среднем требуется, чтобы «подумать» о торможении в случае опасности. Дистанция мышления (в футах) — это просто скорость. Например, при 20 милях в час расстояние для мышления составляет 20 футов, при 30 милях в час — 30 футов и так далее.

Тормозной путь:

Это то, сколько времени в среднем требуется, чтобы «затормозить» до полной остановки при возникновении опасности, приведенный ниже расчет может решить это:

((Первая цифра скорости [в миль / ч] / 2) x Скорость)

Например, тормозной путь на скорости 40 миль в час:

Первая цифра скорости: 4

4, деленная на 2 = 2

2 X 40 = 80 футов

Фактический тормозной путь на скорости 40 миль в час составляет 78 футов, мы получили 80 футов.Таким образом, это 2 фута, однако на тесте по теории вам будут предложены вопросы с несколькими вариантами ответов, поэтому просто выберите ответ, наиболее близкий к тому, который вы рассчитали.

Общий тормозной путь:

Это просто «мысленное расстояние», добавленное к «тормозному пути», поэтому на скорости 40 миль в час это будет 40 + 80 = 120 футов. Опять же, мы находимся в двух футах от фактического ответа, но этих расчетов должно быть достаточно, чтобы проработать его для вашего теоретического теста.


Вышеуказанные книги являются незаменимой покупкой при обучении вождению.

В реальном мире

Как вы можете подозревать, цифры в Правилах дорожного движения не очень точны в реальном мире, это связано с различными факторами, которые могут повлиять на ваш тормозной путь, например, автомобиль (состояние / качество шин и тормозов, вес автомобиля) и водителя (отвлекаются ли они, т. е. пользуются мобильным телефоном или разговаривают с пассажирами? Устали / утомлены?).

Если мы возьмем пример водителя, который отвлекается на использование своего мобильного телефона при движении со скоростью 50 миль в час, и как это влияет на расстояние их мышления.Водитель смотрит на свой телефон 2 секунды, это недолго, верно? На скорости 50 миль в час вы путешествуете со скоростью 75 футов в секунду, так что за те 2 секунды, которые вы посмотрели в свой телефон, вы проехали 150 футов или 11,4 длины автомобиля. Другими словами, если бы перед вами было другое транспортное средство длиной в 11 машин, вы бы ударили его со скоростью 50 миль в час, прежде чем даже поставили ногу на тормоз или даже не оторвались от телефона!

Если у вашего автомобиля также были недопустимые шины с низким протектором, а тормозные колодки были сильно изношены, это также резко увеличило бы ваш тормозной путь.Отвлеченный водитель с автомобилем в плохом состоянии — это ожидающая авария авария, у него очень мало шансов среагировать в аварийной ситуации.

Что ты умеешь?

  1. Не отвлекайтесь — например, Мобильный телефон, пассажиры, громкая музыка
  2. Поддерживайте свой автомобиль в хорошем состоянии — Выполняйте еженедельные проверки безопасности Show Me Tell Me и обслуживайте свой автомобиль в соответствии с руководством производителя (обычно один раз в год или каждые 10 000 миль)
  3. Соблюдайте безопасную дистанцию ​​ — Правила дорожного движения рекомендуют соблюдать МИНИМУМ 2 секунды от идущего впереди автомобиля (в хороших сухих дорожных условиях).Чтобы оценить 2-секундный промежуток, вы ждете, пока впереди идущая машина не пролетит неподвижный объект (например, фонарный столб или дорожный знак), а затем отсчитываете 2 секунды, это можно сделать, произнеся фразу «только дурак тормозит две секунды. правило »(на произнесение которого требуется 2 секунды), если вы можете произнести фразу до достижения фиксированного объекта, тогда вы находитесь на безопасном расстоянии позади, если вы не можете произнести фразу, они увеличивают ваше следующее расстояние (т.е. машина впереди). Во влажных условиях должен сохраняться, по крайней мере, 4-секундный интервал, а в условиях обледенения — как минимум 20-секундный интервал.

Готовы ли вы к внезапной остановке идущего впереди автомобиля?

Езда по двусторонней проезжей части со скоростью 70 миль в час и капот автомобиля впереди открывается, заставляя его резко и резко тормозить

Автомобиль впереди внезапно останавливается

Автомобиль спереди внезапно тормозит, может ли водитель сзади отреагировать вовремя?

Шина идущего впереди грузовика пробивает, можете ли вы вовремя остановиться, чтобы не врезаться в заднюю часть грузовика?

Расчет тормозного пути — Движение транспортных средств — Edexcel — GCSE Physics (Single Science) Revision — Edexcel

Важно уметь:

  • оценить, как тормозной путь транспортного средства изменяется при разных скоростях
  • Расчет работы сделано при остановке движущегося транспортного средства

На диаграмме показаны некоторые типичные тормозные пути для среднего автомобиля в нормальных условиях. {2} \]

Итак, при фиксированной максимальной тормозной силе тормозной путь пропорционален квадрату скорости.

Пример расчета дистанции мышления

Автомобиль движется со скоростью 12 м / с. Водитель имеет время реакции 0,5 с и видит, что впереди на дорогу выбегает кошка. Какова дистанция мышления, когда водитель реагирует?

расстояние = скорость × время

\ [d = v \ times t \]

\ [d = {12} \\ м / с \ times {0,5} \\ s \]

\ [мышление \\ distance = 6 \ m \]

Пример расчета тормозного пути

Автомобиль в предыдущем примере имеет общую массу 900 кг.{2}} {2,000} \]

\ [тормозное \\ расстояние = 32 \\ м \]

Пример расчета тормозного пути

Каков тормозной путь для автомобиля выше?

тормозной путь = расстояние мысли + тормозной путь

тормозной путь = 6 + 32

тормозной путь = 38 м

Вопрос

Рассчитайте тормозной путь для автомобиля и водителя в приведенном выше примере, когда движется со скоростью 24 м / с.

Показать ответ

\ [мышление \ расстояние = 24 \ м / с \ умножить на 0.{2}} {100} \]

тормозное усилие ~ 87000 Н

какие факторы влияют на тормозной путь тормозной путь скорость мысли скорость кинетическая энергия время реакции эксперименты торможение дорожным транспортным средством фрикционные тормоза igcse / gcse 9-1 Примечания к редакции физики

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, ~ 8, 9 и 10 школьные курсы в США 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

(в) Некоторые продвинутые расчеты тормозной силы и кинетической энергии

(i) Простая реакция время эксперименты


а) Введение — s расстояние до верха и скорость автотранспорт

При вождении автомобиля, 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 до произведите соответствующую аварийную остановку!

Это означает приложение максимальной силы на педаль тормоза.

The Больше времени на реакцию и больше времени требуется для остановки , тем больше риск сбоя 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 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

Площадь 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.

Пурпурные заштрихованные области 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 следовали вышеуказанному логические аргументы, вы сможете интерпретировать графики, если только один факторов изменилось.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


(c) Факторы, влияющие на расстояние мышления (в конечном итоге влияет и на тормозной путь)

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 увеличьте 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 снято с 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 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 быть 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 отлично справляются с торможением, даже 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 ( J ), F = усилие ( N ), d = расстояние ( м )

График 1б

График 1b выше занимает 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 из-за увеличения тормозной 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 отклика, если оно полностью бдительно, довольно постоянна, поэтому, если ваша скорость удваивается, вы просто идете вдвое далеко за то же время отклика.

(ii), и если вы внимательно изучите график или данные, вы Можно увидеть, 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 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) Какой 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 мышления 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.

Значит 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 мышления 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.

Результирующий 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.

The 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 весом 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.

Общий объем работ 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, чтобы остановиться, 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 = тормозная сила 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

Если занести 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 какая 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 т типичный 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) требует значительных усилий и, очевидно, может привести к травмам.

Почему? Большие замедления требуют большого резистивная сила. Вспомните уравнение 2-го закона движения Ньютона …

F = ma , чтобы создать большой разгон a , нужно относительно большое усилие F , независимо от массы м ,

также, чем больше масса м , тем большее усилие F необходимо для данного замедления.

В принципе, сила, испытываемая объект можно уменьшить, уменьшив замедление («более медленное» замедление вниз).

Отзыв: ускорение = изменение скорость / затраченное время, a = ∆v / ∆t , увеличить ∆t, чтобы уменьшить

С точки зрения импульса вы пытаетесь изменить импульс в течение как можно более длительного времени, чтобы минимизировать силу участвует.

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 нормальное контактное усилие между ними вызовет 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 «успокоилось» 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 меньшее , тормозящая сила F также уменьшается 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, смягчат 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. 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 аналогичные повреждения 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.

The 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, которые любезно разрешили 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 произойти 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 «отлавливающего», увеличивая время удара и уменьшение силы удара.


ВЕРХ СТРАНИЦЫ и субиндекс


(h) Некоторые расширенные расчеты тормозной силы и кинетической энергии

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 = выполненная работа ( Дж ), F = усилие ( N ), 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 (доходит до 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 (и вы можете 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 н.д.)

Тяжелый седельный тягач из 6 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 x 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 подсчитать 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.).

то есть 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 экспертов 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

(b) 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 = выполненная 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 массой 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, вычисляем 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 как тепло тоже). Так накопитель тепловой энергии стены, автомобиля и окружающий воздух повышен .

(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?

Из 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.

Рассчитать 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 = 200 000 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 = 200 000 / 25 = Среднее тормозное усилие 8000 Н.

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

(b) Каковы основные 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!

Ваше время 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 запросить его, потому что это .exe файл , 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 это 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. 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 должны также 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 медленнее ваше 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 Затем вы можете сделать немного «изящного» 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 силы отмечает 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 научные курсы репетиторы 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

Калькулятор тормозного пути | 101 Вычислительная техника

В этой задаче мы напишем программу Python для оценки общего тормозного пути транспортного средства на основе его скорости.Тормозной путь состоит из двух компонентов. Первый компонент — это расстояние реакции , , которое преодолевает транспортное средство из-за времени реакции / задержки водителя между моментом обнаружения препятствия на дороге и моментом торможения. Второй компонент — это тормозной путь , который представляет собой расстояние, которое транспортное средство будет преодолевать от точки, когда его тормоза полностью задействованы, когда дело доходит до полной остановки. На тормозной путь в первую очередь влияет исходная скорость автомобиля и коэффициент трения между шинами и дорожным покрытием.

На основании закона физики формулу тормозного пути можно записать следующим образом:

Для этой задачи мы будем использовать время отклика (t r ) 1,5 секунды, среднее время отклика водителя. В действительности это время реакции зависит от возраста водителя, его опыта и состояния: например, У уставшего водителя время отклика ниже, чем у настороженного.

Обычное базовое значение коэффициента трения µ (произносится как «мю») равно 0.7. На самом деле этот коэффициент варьируется в зависимости от состояния дороги (например, сухая / влажная / обледенелая), а также от типов, состояния и давления в шинах.

Наша цель — написать программу Python, основанную на модели INPUT / PROCESS / OUTPUT, которая будет:

  1. ВВОД: попросите пользователя ввести скорость автомобиля в милях в час (мили в час)
  2. ПРОЦЕСС: Преобразуйте эту скорость в м / с (метры в секунду)
  3. ПРОЦЕСС: Примените формулу тормозного пути (используя µ = 0,7 и t r = 1.5с)
  4. ВЫХОД: отображение предполагаемого тормозного пути автомобиля в метрах.
Формула преобразования скорости

Чтобы преобразовать скорость автомобиля из миль в час (миль в час) в мили в секунду (метр в секунду), вам нужно будет применить следующую формулу:
Заполните код Python

Тестирование

Когда ваш код будет готов, выполните следующие тесты, чтобы убедиться, что ваш код работает должным образом:
Дополнительная задача:

Значение коэффициента трения µ зависит от состояния дороги.

Адаптируйте свой сценарий, чтобы спрашивать пользователя, сухая, влажная или обледенелая дорога.
На основе пользовательского ввода вы будете использовать следующие коэффициенты трения:

Состояние дороги Коэффициент трения
Сухой µ = 0,7
мокрый µ = 0,5
Ледяной µ = 0,3
Тестирование

Когда ваш код будет готов, выполните следующие тесты, чтобы убедиться, что ваш код работает должным образом:

домашних заданий и упражнений — Расчет тормозного пути автомобиля на склоне

У меня проблемы с настройкой домашнего задания.

Нам дается следующее:

Автомобиль может тормозить до остановки на скорости 60,0 миль / ч на расстоянии 123 фута на ровной дороге. Каков его тормозной путь на проезжей части с уклоном вниз под углом 26,0 ° в футах?

Поскольку тригонометрия работает, даже когда тета равна нулю, я нарисовал диаграмму свободного тела для общего случая:

В верхней половине фотографии у нас есть наклонная сплошная линия, обозначающая поверхность, по которой движется автомобиль, и другие отметки, указывающие, где начинается и заканчивается измерение пройденного пути, начальной и конечной скорости.

В нижней половине фотографии у меня есть диаграмма свободного тела с основанием для системы координат, повернутым на тета-градусы так, чтобы направление y было параллельно нормальной силе, а направление x параллельно поверхности, на которой машина ездит.

Затем я использую Второй закон Ньютона в направлении оси y, чтобы найти нормаль:

$$ \ lvert \ overrightarrow N \ rvert — mg \ cos \ theta = 0 $$ $$ \ lvert \ overrightarrow N \ rvert = mg \ \ cos \ theta $$

Затем я использую Второй закон Ньютона в направлении оси x, чтобы найти ускорение:

$$ — \ F_b \ — \ F_k \ + \ mg \ sin \ theta \ = \ ma $$ $$ — \ F_b \ — \ \ mu_k \ mg \ \ cos \ theta \ + \ mg \ sin \ theta \ = \ ma $$ $$ — \ F_b \ — \ mg \ (\ \ mu_k \ \ cos \ theta \ + \ sin \ theta \) \ = \ ma $$ $$ — \ \ frac {F_b} {m} \ — \ g \ (\ \ mu_k \ \ cos \ theta \ + \ sin \ theta \) \ = \ a $$

Затем я использую кинематическое уравнение, чтобы найти еще одну общую формулу для ускорения:

$$ V_f ^ 2 \ = \ V_0 ^ 2 \ + \ 2as $$ $$ \ frac {-V_0 ^ 2} {2s} \ = \ a $$

Затем я использую другое кинематическое уравнение, чтобы получить значение для времени:

$$ V_f \ = \ V_0 \ + \ at $$ $$ \ frac {V_f \ — \ V_0} {a} \ = \ t $$ $$ V_f \ — \ V_0 \ \ frac {2s} {- V_0 ^ 2} \ = \ t $$ $$ V_f \ + \ \ frac {2s} {V_0} \ = \ t $$

Итак, теперь я могу вычислить ускорение и время для первой половины исходного вопроса — сценария без наклона и заданного расстояния.

Но этот надоедливый термин:

$$ F_b $$

— сила, оказываемая тормозами автомобиля — я не вижу никакого способа ее вычислить или отменить.

То же самое и с массой машины: она не указана, я не могу ее измерить или исключить из своих уравнений.

Итак, я не могу найти ни коэффициент кинетического трения для автомобиля, ни его массу, ни силу, действующую на тормоза.

Что мне не хватает?

Неправильный тормозной путь в дорожном кодексе

Конфиденциальность и файлы cookie: этот сайт использует файлы cookie.Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на их использование.
Чтобы узнать больше, в том числе о том, как управлять файлами cookie, см. Здесь: Политика использования файлов cookie

Чтобы сдать экзамен по теории вождения в Великобритании, вам необходимо знать, как далеко вы остановитесь, если вы тормозите на определенной скорости. Но цифры, приведенные в Правилах дорожного движения, основаны на неточных расчетах, которые существуют только потому, что они составляют простую формулу для тормозного пути, когда мы думаем в футах, а не в метрах. Простая механика показывает, что Правила дорожного движения систематически недооценивают время, необходимое для остановки.В конце мы предлагаем простое и безопасное уравнение тормозного пути.

Тормозной путь, который вам необходимо изучить для экзамена по теории вождения, указан в Правилах дорожного движения как:

.
Скорость Тормозной путь
20 миль / ч 6 + 6 = 12 мес
30 миль / ч 9 + 14 = 23м
40 миль / ч 12 + 24 = 36м
Скорость Тормозной путь
50 миль / ч 15 + 38 = 53м
60 миль / ч 18 + 55 = 73м
70 миль / ч 21 + 75 = 96м

Ваш тормозной путь определяется как мысленного пути + тормозной путь .2/20 $ и не зависит от веса вашего автомобиля.

Расстояние вашего мышления в футах = ваша скорость в милях в час

Это удивительное совпадение, учитывая совершенно разные единицы измерения: как проверить математику?

Предполагая постоянную скорость, пройденное расстояние $ s $ со скоростью $ v $ за некоторое время $ t $ определяется как $ s = vt $. Но это работает, только если мы используем одинаковые единицы измерения с обеих сторон, поэтому давайте запишем все в футах и ​​секундах.

В миле 5280 футов, а в часе 3600 секунд, поэтому $$ v \ frac {\ text {miles}} {\ text {hour}} = v \ times \ frac {5280} {3600} \, \ frac {\ text {feet}} {\ text {second}} \ приблизительно v \ times 1.47 \, \ frac {\ text {feet}} {\ text {second}}. $$ Итак, в футах и ​​секундах с обеих сторон, $$ s = v \ times 1,47 \ times t. $$ Для вашего мышления расстояние $ s $, равное вашей скорости $ v $, тогда ваше время на размышление $ t $ должно равняться $ 1 / 1,47 $ = 0,68 секунды . Это честно?

Под «временем обдумывания» мы на самом деле имеем в виду время реакции : увидеть проблему, принять решение о торможении, поставить ногу на педаль тормоза и, наконец, нажать на нее. Значение 0,68 секунды кажется небольшим для всего этого даже для полностью осведомленного водителя.Фактически, исследования показывают, что в среднем это время значительно больше. США используют 1,5 секунды, а канадцы — 2,5 секунды.

Заключение: значение 0,68 секунды, по-видимому, было выбрано исключительно по той причине, что оно делает расстояние мышления в футах таким же, как и скорость в милях в час. Пришло время изменить дорожный кодекс. Два хороших варианта:

  • 2 секунды: расстояние мыслей в ярдах будет равно скорости в милях в час.
  • 2,23 секунды: расстояние мыслей в метров будет равно скорости в милях в час.2/20 $ и не зависит от вашего веса

    Математика — прекрасное упражнение по механике A-level. Учитывайте силы, действующие на автомобиль при торможении. Сила торможения — это всего лишь трение, которое пропорционально силе реакции автомобиля от земли:

    Поскольку сила реакции $ R $ равна массе автомобиля $ mg $, ваша тормозная сила из-за трения составляет $ \ mu mg $. , где $ \ mu $ — коэффициент трения.

    По второму закону Ньютона $ — \ mu m g = m a $, следовательно, ваше ускорение равно $ — \ mu g $.2} {2 \ mu g}. $$ Переставляя, помня, что $ g $ = 32ft / s², а не 10, мы получаем $$ \ mu = 0,68. $$ Это хорошо? Коэффициент трения зависит от многих вещей. В засушливый день $ \ mu = 0,68 $ — это справедливая стоимость движения по асфальту (асфальту): большинство официальных органов используют 0,7. Но в дождливый день, когда на дороге выпадает более 0,2 мм дождя, $ \ mu $ может составлять всего 0,4. А если протектор на ваших шинах полностью изношен, в очень влажный день $ \ mu $ может быть даже меньше 0,1.

    В Правилах дорожного движения говорится, что это «типичный тормозной путь».2. $$ Вывод: используйте $ \ mu = 0.5 $.

    Более безопасное и простое уравнение тормозного пути

    Учитывая большое количество переменных при определении тормозного пути и простоту модели, будет справедливо выбрать значения коэффициента трения и времени реакции, которые облегчат расчет, учитывая, что вы хотите, чтобы люди запоминали свой тормозной путь. Но эти цифры все же должны быть реалистичными. Однако в Правилах дорожного движения исторически были выбраны значения, которые нереалистичны, и, что еще хуже, продолжают давать слишком маленькие оценки.2. $$ Как это сочетается со старым тормозным путем? (Некоторые общие расстояния для масштаба.)

    С нашей новой формулой тормозной путь в основном не изменился, но увеличенное расстояние мышления имеет большое значение, и это правильно. Для обеспечения безопасности и , самое время изменить Правила дорожного движения.

    [Изображения: Составной баннер: автомагистраль Wikimedia Commons, пользователь Клаус с K, CC-BY-SA 3.

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *