Содержание
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 дороги | Фс |
|---|---|
| Сухая | 0.7 |
| Мокрая | 0.4 |
| Снег | 0.2 |
| Лед | 0.1 |
Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.
Пример: как рассчитать тормозной путь автомобиля при цифре 60 км/ч на спидометре в дождь? Дано: скорость 60 км/ч, тормозной коэффициент – 1, коэффициент сцепления – 0.4. Считаем: 1*60*60/(254*0.4). В итоге получаем цифру 35.4, что и является длиной тормозного пути в метрах.
В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.
| Скорость | Сухо | Дождь | Снег | Лед |
|---|---|---|---|---|
| км/ч | метры | |||
| 60 | 20,2 | 35,4 | 70,8 | 141,7 |
| 70 | 27,5 | 48,2 | 96,4 | 192,9 |
| 80 | 35,9 | 62,9 | 125,9 | 251,9 |
| 90 | 45,5 | 79,7 | 159,4 | 318,8 |
| 100 | 56,2 | 98,4 | 196,8 | 393,7 |
| 110 | 68 | 119 | 238,1 | 476,3 |
| 120 | 80,9 | 141,7 | 283,4 | 566,9 |
| 130 | 95 | 166,3 | 332,6 | 665,3 |
| 140 | 110,2 | 192,9 | 385,8 | 771,6 |
| 150 | 126,5 | 221,4 | 442,9 | 885,8 |
| 160 | 143,9 | 251,9 | 503,9 | 1007,8 |
| 170 | 162,5 | 284,4 | 568,8 | 1137,7 |
| 180 | 182,2 | 318,8 | 637,7 | 1275,5 |
| 190 | 203 | 355,3 | 710,6 | 1421,2 |
| 200 | 224,9 | 393,7 | 787,4 | 1574,8 |
Мы нашли интересный калькулятор, который не только рассчитывает показатель в зависимости от скорости и состояния дороги, но и наглядно показывает весь процесс. Находится здесь.
Как увеличить интенсивность замедления
Из вышесказанного стало понятно, что называется тормозным путем и от чего зависит этот показатель. Однако возможно ли сократить расстояние, которое необходимо для остановки автомобиля? Возможно! Для этого существует два пути – поведенческий и технический. Идеально, если водитель сочетает оба способа.
- Поведенческий метод – сократить тормозной путь можно, если выбирать небольшую скорость движения на скользких и мокрых дорогах, учитывать степень загруженности машины, грамотно рассчитать тормозные возможности авто в зависимости от его состояния и модельного года. Так, «москвич» 1985 года разработки не сможет тормозить столь же эффективно, как современный «Hyundai Solaris», не говоря уж о более респектабельных и технологичных моделях.
- Технический метод – метод усиления тормозных возможностей, основанный на повышении мощности тормозной системы и использовании вспомогательных механизмов. Производители современных ТС активно применяют такие способы улучшения тормозов, оснащая свою продукцию антиблокировочными системами, системами помощи при торможении, используя более эффективные тормозные диски, колодки.
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.
