Как найти тормозной путь автомобиля формула физика

to continue to Google Sites

Not your computer? Use Guest mode to sign in privately. Learn more

Автошкола Спб
Блог
Что такое тормозной путь автомобиля и от чего он зависит?

Что такое тормозной путь автомобиля и от чего он зависит?

Одним из важных параметров безопасности, о котором должны знать выпускники курсов вождения, является тормозной путь автомобиля. Способность машины быстро снижать свою скорость до нуля всегда будет цениться среди автовладельцев. Но что такое тормозной путь и от чего он зависит?

Что называется тормозным путем?

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

Под данным термином подразумевается отрезок пути, который машина преодолевает с момента начала срабатывания тормозной системы до полной остановки транспортного средства. Некоторые водители путают это понятие с «остановочным путем», но не смотря на схожесть в названии, есть четкая смысловая разница.

Тормозной путь – это способность автомобиля, точнее, показатель его возможности экстренно совершить быструю остановку. Чем он меньше, тем больше шансов остаться в живых при ДТП. Короткий тормозной путь может запросто спасти жизнь невнимательному пешеходу, ребенку или появившейся на дороге собаке.

Что подразумевают под остановочным путем?

Остановочный путь – расстояние, которое проходит транспортное средство с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки

Минимальное время реакции водителя – 0,4с. Чтобы остановить машину, ему вначале нужно обработать информацию о ситуации на дороге. Рефлексы помогают нам быстро нажать педаль тормоза, но реакция и осмысление происходящего тоже требуют некоторого времени. За это время автомобиль проезжает на заданной скорости какое-то расстояние, прежде чем начинается торможение.

Остановочный путь образуется из суммы тормозного пути и расстояния, отведенного на время реакции водителя. По-другому это определение звучит так: это небольшой отрезок дороги, который преодолевает автомобиль или любое другое транспортное средство с того самого момента, когда шофер заметил опасность до полной остановки. Вполне естественно, что остановочный путь будет всегда и при любых условиях больше тормозного.

При этом тормозной путь автомобиля будет всегда одинаков, даже если за рулем сидят разные водители. Тормозная система работает всегда одинаково при выжиме педали тормоза до упора. А вот различия в остановочном пути существенны. Они зависят от индивидуальных особенностей человека, который находится за рулем, а также от его состояния. К примеру, не трезвый водитель имеет более длительное время реакции, а, следовательно, больше остановочный путь. Поэтому можно сделать вывод, что этот параметр больше относится к самому человеку и лишь во вторую очередь — к машине.

Что такое формула тормозного пути

В специальных дорожных службах, на испытательных автомобильных полигонах, автопроизводители, сотрудники исследовательских центров и просто люди, близкие науке, стараются вычислить данный параметр автомобиля, посредством испытаний и даже на стадии проектирования.

При торможении автомобиль подчиняется законам физики, а значит, его тормозной путь можно рассчитать. Формула, позволяющая его определить, звучит следующим образом: тормозной путь равен отношению скорости автомобиля в момент начала торможения в квадрате, помноженному на тормозной коэффициент, к 254 помноженным на коэффициент сцепления с дорожным покрытием.

Данная формула уже давно применяется практически во всех подразделениях ГИБДД и является наиболее точной.

Как найти тормозной путь?

Найти его не сложно. Достаточно подставить в уже имеющуюся формулу значения:

Допустим, что скорость автомобиля в момент начала торможения составляет 110 километров в час. Чтобы подставить коэффициент сцепления шин с дорогой, необходимо обратиться к табличным значениям. Допустим, дорожное покрытие — мокрый асфальт. Согласно табличным данным, коэффициент на данном покрытии будет равен 0,45. Коэффициент торможения для легковой машины составляет 1. Таким образом, тормозной путь легковушки составит 98-100 метров.

При этом остановочный путь будет немного длиннее тормозного. При 100 метрах тормозного пути, остановочный составит около 120 метров, учитывая среднее время реакции водителя на изменяющуюся дорожную обстановку около 1 сек.

Что влияет на длину тормозного пути?

Тормозной путь зависит от множества факторов. Поэтому при расчете можно смело увеличивать или уменьшать показания, исходя из:

состояния покрышек;
средней скорости движения;
общее состояние машины, включая тормозную систему;
особенности дороги — асфальт, гравий, грязь или снег;
наличие или отсутствие АБС в машине;

Читайте также: как управлять автомобилем с автоматической коробкой передач правильно.

АБС

Начать следует с самой популярной системы — АБС. Многие автовладельцы ошибочно полагают, что антиблокировочная система колес должна уменьшать тормозной путь. На самом деле, она просто сохраняет управляемость автомобиля при попытке оттормозиться юзом.

Учитывая особенность работы ABS, она чисто физически не может сократить тормозной путь автомобиля, поэтому торможение юзом при равных условиях будет эффективнее.

Скорость движения

Как уже ясно из формулы средняя скорость движения оказывает большое влияние на длину этого пути. Чем быстрее движется машина, тем дольше она будет останавливаться, следовательно, тормозной путь прямо пропорционален этому параметру.

Техническое состояние автомобиля

Немаловажное значение имеет и исправность автомобиля. Есть множество факторов, которые могут оказать влияние на способность быстро останавливаться. К примеру, состояние тормозных дисков и колодок. Если диски кривые, то эффективность торможения будет снижаться, ровно так же, если бы колодки были изрядно стерты.

Другой негативный момент — вообще отсутствие тормозов на одном из контуров. К примеру, на старых автомобилях сильно страдают задние барабанные тормоза из-за недобросовестного обслуживания. Из-за этого эффективность торможения серьезно снижается, а значит, увеличивается путь необходимый для остановки.

Дорожное покрытие

Вид дорожного покрытия также влияет на длину этого пути. Машина по-разному будет вести себя на грязи, асфальте или гравийном покрытии. Для торможения нужна хорошая сила трения, поэтому лучшими характеристиками для сцепления шин с дорогой обладает асфальт. Его коэффициент сцепления составляет 0,8 для сухого покрытия и 0,45 для мокрого. При этом худшим принято считать лед — всего 0,1.

Проблема мокрого асфальта состоит в том, что на его поверхности создается маленькая водяная пленка. При торможении, шина собирает большое количество воды перед собой и скользит по ней, увеличивая тормозной путь автомобиля. Зимой эта проблема актуальна, но при этом создает опасность и гладкая поверхность льда. Резине сложнее за нее зацепиться, даже шипованной.

Состояние покрышек

Последним, но тоже очень важным фактором сцепления шин с дорогой в процессе торможения является их состояние. Чем ниже остаточная величина протектора, тем большее расстояние пройдет автомобиль при торможении.

Рисунок протектора имеет большое значение. Если его нет, покрышке попросту нечем цепляться за поверхность дороги, отсюда низкое трение, особенно на гололеде и мокрой дороге. Если на шине остается достаточно большая толщина протектора, то сила трения возрастает и автомобиль быстрее снижает свою скорость.

Особого внимания заслуживают летние и зимние шины не по сезону. Применение летних шин зимой чревато очень длительным торможением. Летняя шина при низких температурах становится жесткой и не способна держаться за дорогу. Зимняя резина, напротив, слишком мягкая и буквально «плавает» по асфальту зимой. Мягкая резина будет дольше скользить по асфальту, прежде чем остановится.

Влияет ли масса машины?

Многие автовладельцы ошибочно полагают, что вес машины может оказывать большое влияние на длину тормозного пути. На самом деле, это не так, даже если машина движется с горы. Масса лишь увеличивает кинетическую энергию, а она, в свою очередь, перегревает тормоза, снижая их эффективность. При условии, что автомобиль будет загружен до разрешенной массы, тормозной путь его будет одинаковым с другим таким же автомобилем, но с меньшей массой. Чтобы не перегреть тормоза, рекомендуется использовать торможение двигателем на спуске.

Как уменьшить тормозной путь?

Зная о причинах большого тормозного пути, проблему можно решить несколькими способами:

Привести техническое состояние автомобиля в порядок. Здесь подразумевается полностью обслуженная тормозная система. Колодки должны иметь достаточную толщину, а диски не должны иметь биений. Все рабочие тормозные цилиндры не должны иметь подклиниваний.
Следите за шинами. Резина должна иметь остаточную величину протектора в пределах нормы. Эту норму задают в ПДД и перечне неисправностей, с которыми эксплуатация автомобиля запрещена. Она составляет не менее 1,6 мм.
Двигаться с меньшей скоростью. Если вы не уверенны в тормозном пути своего автомобиля, значит, необходимо сбавить скорость. Скорость — это 60% влияния на тормозной путь машины, а потому этот параметр необходимо контролировать.
Используйте торможение «педаль в пол». Если сохранение управляемости в данный момент не в приоритете, то торможение с полной блокировкой колес будет самым эффективным. К сожалению, на автомобилях с АБС повлиять на это никак нельзя.
Выбирайте погодные условия. Состояние дороги будет напрямую зависеть от погоды. Если осадков ожидается много, имейте ввиду, двигаться придется медленнее обычного. Хорошим вариантом для поездки является — солнечный летний день.
Не перегревать тормозные колодки. Чтобы сохранить их эффективность в экстренной ситуации, для торможения можно использовать двигатель машины.

Поможет ли торможение двигателем снизить тормозной путь?

На отдельных участках дорог, к примеру, затяжных спусках, целесообразнее использовать торможение двигателем. Суть данного способа заключается в том, что водитель отпускает педаль газа, двигаясь на передаче и замедляется за счет падения оборотов двигателя.

Но помогает ли этот способ сократить расстояние, необходимое для торможения? Нет. Как было сказано ранее, чтобы остановить машину перед внезапно возникшим препятствием, необходимо тормозить юзом и создать максимальное трение с дорожным покрытием. Подобный способ торможения поможет лишь сохранить управляемость автомобиля и не допустит перегрева колодок, но использовать его, как средство сокращения тормозного пути – неправильно.

Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

Braking distance at 80 km/h (50 mph)

Braking distance refers to the distance a vehicle will travel from the point when its brakes are fully applied to when it comes to a complete stop. It is primarily affected by the original speed of the vehicle and the coefficient of friction between the tires and the road surface,^{[Note 1]} and negligibly by the tires’ rolling resistance and vehicle’s air drag. The type of brake system in use only affects trucks and large mass vehicles, which cannot supply enough force to match the static frictional force.^[1]^{[Note 2]}

The braking distance is one of two principal components of the total stopping distance. The other component is the reaction distance, which is the product of the speed and the perception-reaction time of the driver/rider. A perception-reaction time of 1.5 seconds,^[2]^[3]^[4] and a coefficient of kinetic friction of 0.7 are standard for the purpose of determining a bare baseline for accident reconstruction and judicial notice;^[5] most people can stop slightly sooner under ideal conditions.

Braking distance is not to be confused with stopping sight distance. The latter is a road alignment visibility standard that provides motorists driving at or below the design speed an assured clear distance ahead (ACDA)^[6] which exceeds a safety factor distance that would be required by a slightly or nearly negligent driver to stop under a worst likely case scenario: typically slippery conditions (deceleration 0.35g^[7]^{[Note 3]}) and a slow responding driver (2.5 seconds).^[8]^[9] Because the stopping sight distance far exceeds the actual stopping distance under most conditions, an otherwise capable driver who uses the full stopping sight distance, which results in injury, may be negligent for not stopping sooner.

Derivation[edit]

Energy equation[edit]

The theoretical braking distance can be found by determining the work required to dissipate the vehicle’s kinetic energy.^[10]

The kinetic energy E is given by the formula:

$E={frac {1}{2}}mv^{{2}}$ ,

where m is the vehicle’s mass and v is the speed at the start of braking.

The work W done by braking is given by:

where μ is the coefficient of friction between the road surface and the tires, g is the gravity of Earth, and d is the distance travelled.

The braking distance (which is commonly measured as the skid length) given an initial driving speed v is then found by putting W = E, from which it follows that

$d={frac {v^{{2}}}{2mu g}}$ .

The maximum speed given an available braking distance d is given by:

Newton’s law and equation of motion[edit]

From Newton’s second law:

For a level surface, the frictional force resulting from coefficient of friction is:

$F_{{frict}}=-mu mg$

Equating the two yields the deceleration:

The $d_{f}(d_{i},v_{i},v_{f})$ form of the formulas for constant acceleration is:

$d_{f}=d_{i}+{frac {v_{f}^{2}-v_{i}^{2}}{2a}}$

Setting $d_{i},v_{f}=0$ and then substituting into the equation yields the braking distance:

$d_{f}={frac {-v_{i}^{2}}{2a}}={frac {v_{i}^{2}}{2mu g}}$

Total stopping distance[edit]

Tables of speed and stopping distances^[5]
Permitted by good tires and clean, dry, level, pavement.

The total stopping distance is the sum of the perception-reaction distance and the braking distance.

$D_{{total}}=D_{{p-r}}+D_{{braking}}=vt_{{p-r}}+{frac {v^{2}}{2mu g}}$

A common baseline value of $t_{p-r}=1.5 s, mu=0.7$ is used in stopping distance charts. These values incorporate the ability of the vast majority of drivers under normal road conditions.^[2] However, a keen and alert driver may have perception-reaction times well below 1 second,^[11] and a modern car with computerized anti-skid brakes may have a friction coefficient of 0.9—or even far exceed 1.0 with sticky tires.^[12]^[13]^[14]^[15]^[16]

Experts historically used a reaction time of 0.75 seconds, but now incorporate perception resulting in an average perception-reaction time of: 1 second for population as an average; occasionally a two-second rule to simulate the elderly or neophyte;^{[Note 4]} or even a 2.5 second reaction time—to specifically accommodate very elderly, debilitated, intoxicated, or distracted drivers.^[12] The coefficient of friction may be 0.25 or lower on wet or frozen asphalt, and anti-skid brakes and season specific performance tires may somewhat compensate for driver error and conditions.^[15]^[17]^{[Note 5]} In legal contexts, conservative values suggestive of greater minimum stopping distances are often used as to be sure to exceed the pertinent legal burden of proof, with care not to go as far as to condone negligence. Thus the reaction time chosen can be related to the burden’s corresponding population percentile; generally a reaction time of 1 second is as a preponderance more probable than not, 1.5 seconds is clear and convincing, and 2.5 seconds is beyond reasonable doubt. The same principle applies to the friction coefficient values.

Actual total stopping distance[edit]

The actual total stopping distance may differ from the baseline value when the road or tire conditions are substantially different from the baseline conditions or when the driver’s cognitive function is superior or deficient. To determine actual total stopping distance, one would typically empirically obtain the coefficient of friction between the tire material^[18] and the exact road spot under the same road conditions and temperature. They would also measure the person’s perception and reaction times. A driver who has innate reflexes, and thus braking distances, that are far below the safety margins provided in the road design or expected by other users, may not be safe to drive.^[19]^[20]^[21] Most old roads were not engineered with the deficient driver in mind, and often used a defunct 3/4 second reaction time standard. There have been recent road standard changes to make modern roadways more accessible to an increasingly aging population of drivers.^[22]

For rubber tyres on cars, the coefficient of friction (μ) decreases as the mass of the car increases. Additionally, μ depends on whether the wheels are locked or rolling during the braking, and a few more parameters such as rubber temperature (increases during the braking) and speed.^[23]

Rules of thumb[edit]

In a non-metric country the stopping distance in feet given a velocity in MPH can be approximated as follows:

take the first digit of the velocity, and square it. Add a zero to the result, then divide by 2.
sum the previous result to the double of the velocity.

Example:
velocity = 50 MPH.
stopping distance = 5 squared = 25, add a zero = 250, divide by 2 = 125, sum 2*50 = 225 feet (the exact value can be calculated using the formula given below the diagram on the right).

In Germany the rule of thumb for the stopping distance in a city in good conditions is the 1-second rule, i.e. the distance covered in 1 second should at most be the distance to the vehicle ahead. At 50 km/h this corresponds to about 15 m. For higher speeds up to about 100 km/h outside built-up areas a similarly defined 2-second rule applies, which for 100 km/h translates to about 50 m. For speeds on the order of 100 km/h there is also the more or less equivalent rule that the stopping distance be the speed divided by 2 k/h, referred to as halber tacho (half the speedometer) rule, e.g. for 100 km/h the stopping distance should be about 50 m. Additionally, German driving schools teach their pupils that the total stopping distance is typically:

${displaystyle (Speeddiv 10)times 3+(Speeddiv 10)^{2}}$

In the UK, the typical total stopping distances (thinking distance plus braking distance) used in The Highway Code are quoted in Rule 126 [1] as:

20 mph: 40 feet (12 metres)
30 mph: 75 feet (23 metres)
40 mph: 118 feet (36 metres)
50 mph: 175 feet (53 metres)
60 mph: 240 feet (73 metres)
70 mph: 315 feet (96 metres)

Notes[edit]

References[edit]

^ Fricke, L. (1990). «Traffic Accident Reconstruction: Volume 2 of the Traffic Accident Investigation Manual». The Traffic Institute, Northwestern University.
^ ^a ^b Taoka, George T. (March 1989). «Brake Reaction Times of Unalerted Drivers» (PDF). ITE Journal. 59 (3): 19–21.^{[permanent dead link]}
^ The National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) uses 1.5 seconds for the average reaction time.
^ The Virginia Commonwealth University’s Crash Investigation Team typically uses 1.5 seconds to calculate perception-reaction time
^ ^a ^b «Tables of speed and stopping distances». The State of Virginia.
^ ACDA or «assured clear distance ahead» rule requires a driver to keep his vehicle under control so that he can stop in the distance in which he can see clearly
^ National Cooperative Highway Research Program (1997). NCHRP Report 400: Determination of Stopping Sight Distances (PDF). Transportation Research Board (National Academy Press). p. I-13. ISBN 0-309-06073-7.
^ American Association of State Highway and Transportation Officials (1994) A Policy on Geometric Design of Highways and Streets (Chapter 3)
^ Highway Design Manual. Vol. 6th Ed. California Department of Transportation. 2012. p. 200. See Chapter 200 on Stopping Sight Distance and Chapter 405.1 on Sight Distance
^ Traffic Accident Reconstruction Volume 2, Lynn B. Fricke
^ Robert J. Kosinski (September 2012). «A Literature Review on Reaction Time». Clemson University. Archived from the original on 2013-10-10.
^ ^a ^b An investigation of the utility and accuracy of the table of speed and stopping distances Archived September 27, 2012, at the Wayback Machine
^ Tire friction and rolling resistance coefficients
^ THE GG DIAGRAM: sticky tires exceed 1.0
^ ^a ^b J.Y. Wong (1993). Theory of ground vehicles. Vol. 2nd ed. p. 26. ISBN 9780470170380.
^ Robert Bosch GmbH (1996). Automotive Handbook. Vol. 4th ed. p. 335. ISBN 9780837603339.
^ Frictional Coefficients for some Common Materials and Materials Combinations and Reference Tables — Coefficient of Friction Archived 2009-03-08 at the Wayback Machine
^ Tire Test Results
^ Warning Signs and Knowing When to Stop Driving Archived 2008-05-27 at the Wayback Machine
^ Jevas, S; Yan, J. H. (2001). «The effect of aging on cognitive function: a preliminary quantitative review». Research Quarterly for Exercise and Sport. 72: A-49. Simple reaction time shortens from infancy into the late 20s, then increases slowly until the 50s and 60s, and then lengthens faster as the person gets into his 70s and beyond
^ Der, G.; Deary, I. J. (2006). «Age and sex differences in reaction time in adulthood: Results from the United Kingdom health and lifestyle survey». Psychology and Aging. 21 (1): 62–73. doi:10.1037/0882-7974.21.1.62. PMID 16594792.
^ «Highway Design Handbook for Older Drivers and Pedestrians». Publication Number: FHWA-RD-01-103. May 2001.
^ Tomita, Hisao. «Tire-pavement friction coefficients» (PDF). Defense Technical Information Center. Naval Civil Engineering Laboratory. Archived from the original (PDF) on June 14, 2015. Retrieved 12 June 2015.

External links[edit]

Car Stopping Distance Calculator
Braking Distance Calculator
Tables of speed and stopping distances
Wikibooks: Sight Distance
The Highway Code (in English)

Источник

МУНИЦИПАЛЬНОЕ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ПЕНЗЯТСКАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА» ЛЯМБИРСКОГО
МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ

Исследовательский проект

Тормозной
путь

Выполнил:
ученик 9 класса

Муртазин
Тимур

Руководитель
: учитель физики

Заликова
Р.А.

Пензятка,2021

Содержание

I.
Введение…………………………………………………………………………………………….3

II.
Основная часть……………………………………………………………………………5

1.
Теоретическая часть

1.1 Что такое тормозной путь……………………………………………………………..

1.2 Зависимости тормозного пути………………………………….

1.3 Расчет
тормозного пути

2.
Исследовательская часть

2.1
Описание эксперимента

2.2
Результаты эксперимента

III. Заключение. Выводы

IV.Список
литературы

Исследовательский проект по физике

Тормозной путь.

I.Введение.

С каждым годом на дорогах нашей страны
увеличивается количество транспортных средств, что можно видеть, проведя анализ
статистических данных, взятых из официальных новостных интернет-источников:

А вместе с этим повысился и процент
травматизма людей на дорогах, а также общее количество
дорожно-транспортных происшествий.

Дороги всегда были объектом повышенной
опасности, и не зря из года в год разрабатываются и усовершенствуются правила
дорожной безопасности, как для водителей, так и для пешеходов.

Но почему нельзя переходить проезжую часть
дороги перед близко идущим транспортом, даже по пешеходному переходу? Какое
минимальное расстояние до движущегося транспортного средства считается
безопасным? Почему мы наблюдаем высокий процент травматизма на дорогах и
дорожно-транспортных происшествий?

Задавая себе эти вопросы, я пришел к
выводу, что ответы на эти вопросы, связанные с движением тел, могут дать законы
механики (раздел физики).

Актуальность моей работы заключается в том, что изучение данной темы поможет
раскрыть основную суть тормозного пути и даст возможность на практике
определить наличие (или отсутствие) зависимости тормозного пути от скорости
движущего транспорта и коэффициента сцепления.

Многие в будущем станут водителями или
пешеходами, которые обязаны знать, что тормозной путь зависит от
скорости движущегося транспорта и коэффициента сцепления шин с
дорогой.

Проблема:
Можно ли определить безопасное расстояние движения пешехода перед движущимся
дорожным транспортом. Важно ли учитывать тормозной путь, когда мы
пользуемся личным транспортом или переходим дорогу перед транспортом.

Цель проекта: научиться определять тормозной путь и его зависимость от
таких факторов, как скорость движущегося транспорта и коэффициент сцепления
шин с дорогой.

Задачи проекта:

1. Изучить специализированную литературу по
данному вопросу.

3. Дать ответ на вопросы:

— Что такое тормозной путь?

— В соответствии с законом физики, от каких
факторов и как зависит тормозной путь движущегося дорожного транспорта?

4. Провести теоретический расчет тормозного
пути автомашины.

5. Организовать эксперимент, подтверждающий
сделанные ранее выводы.

II. Основная часть.

1. Теоретическая часть.

1.1. Что такое тормозной путь

Тормозной путь — это
путь, пройденный автомобилем от начала торможения
до его полной остановки.

Началом тормозного пути называется момент
срабатывания тормозной системы автомобиля, а его концом – момент полной
остановки машины.

1.2. Зависимости тормозного пути
транспортного средства

Тормозной путь транспортного средства
зависит от многих факторов:

1- скорость движения

2- дорожное покрытие

3- погодные условия

4- состояние колес и тормозной системы

5- способ торможения

1.3. Расчет тормозного пути.

Тормозной путь автомобиля пропорционален
квадрату скорости. Это следует из самого обычного уравнения равноускоренного
(равнозамедленного) движения:

Допустим, что после того, как Вы нажали на
педаль тормоза, торможение автомобиля происходит равнозамедленно, с каким-то
постоянным, равным по величине замедлением (отрицательным ускорением) a.
Тогда тормозной путь автомобиля с начала момента торможения составит:

Учитывая, что конечная скорость автомобиля
равна 0:

Соответственно, получаем

Но необходимо помнить, что время торможения
будет всегда положительным числом, при замедлении движения
величина a всегда отрицательная:

И, соответственно::

То есть тормозной путь при всех прочих
одинаковых параметрах торможения машины действительно пропорционален квадрату
начальной скорости, то есть скорости, с которой автомобиль начал
торможение.

На практике принято использовать полученное
уравнение в виде:

полагая, что на самом деле в уравнении
используется не собственно ускорение a, а его модуль |a|.
Поэтому более правильной с точки зрения математики была бы запись:

В основе расчета тормозного пути лежит
второй закон Ньютона. Так как при торможении на автомобиль действует сила
трения скольжения, поэтому: µmg = ma, откуда а = µg. Путь до полной остановки
рассчитывается по формуле: S = v²/2a, поэтому основной тормозной путь автомобиля можно определить по формуле:

S
= v ²/2gµ,

где:

S — тормозной путь в
метрах;

v — скорость движения автомобиля в момент
начала торможения в м/сек;

g — ускорение силы
тяжести, равное 9,81 м/с²;

µ — коэффициент сцепления
шин с дорогой.

Приведенная формула годится лишь при
одновременном торможении всех колес до «юза».

Из формулы видно, что тормозной путь
зависит только от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой, при этом,
значение последнего может измениться в зависимости от вида и состояния дорожного
покрытия, типа шин автомобиля и давления воздуха в них.

Таким образом, согласно
классической теории трения, масса автомобиля никак не влияет на длину
тормозного пути. А длина тормозного пути определяется прежде всего,
скоростью движения, причем зависимость тут – квадратичная. И также определяется
коэффициентом (продольного) сцепления, как принято называть µ в
среде профессиональных автодорожников и автомобилистов.

Для иллюстрации полученного и осмысления
важности этого уравнения приведен график (см. ниже) зависимости тормозного
пути от коэффициента трения между покрышкой и асфальтом при разных начальных
скоростях без учета конструктивных особенностей покрышек и массы автомобиля

Из графика видно, что на скользких
поверхностях (лед, снег, мокрый грунт) качество резины не существенно и только
трением машину на льду не остановить. Нужно применять другие принципы —
протектор, цепляющийся за неровности покрытия, грунтозацепы, цепи или шипы,
вгрызающиеся в лед. Участок с коэффициентом трения до 0,8 примерно
характеризует поведение обычного автомобиля на асфальте. Для сравнения
приведены показатели болида формулы 1.»

Упрощённая таблица величин коэффициентов
сцепления приведена выше. Будущим автомобилистам никогда не стоит забывать, что
на мокрой дороге коэффициент сцепления уменьшается примерно вдвое, а на
обледенелой дороге падает до катастрофической величины 0,08…0,1.

Необходимо обратить внимание на
следующие моменты : что в условиях гололедицы, не столь уж редким явлением на
всей территории Российской Федерации, при коэффициенте сцепления 0,08 – 0,10,
даже при скорости 60 км/час тормозной путь составит 140 метров, а при скорости
80 км/час – почти 400.

Необходимо также учитывать, что в месте
контакта шины с дорогой происходит ее растяжение, деформация и сжатие, из-за
чего на некотором участке шина проскальзывает (возникает скольжение). Все это
зависит от нагрузки на шину и способность покрышки не подвергаться этим
влияниям характеризуется ее индексом нагрузки. Также очень существенно — на
коэффициент трения влияет температура. Вообще коэффициент не является
константой и находится в сложной зависимости от очень многих факторов и
условий.

Почему тормозной
путь автомобиля не зависит от его массы, хотя большинство водителей
считают, что зависит. Попытаемся пояснить справедливость этого
утверждения, прибегнув к физическим понятиям.

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

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

От чего же зависит тормозной путь?

1.4. Теоретический расчет
тормозного пути автомобиля

Коэффициенты сцепления шин взяты из ГОСТ
50597-93 (среднее значение).

Были получены следующие данные (см. таблицу
№ 1):

Скорость движения автомобиля, км/ч	30	60	80	100	Коэффициент сцепления шин
Тормозной путь по сухой дороге, м	5	20	36	56	0,7
Тормозной путь по мокрой дороге, м	8,8	35	63	98	0,4
Тормозной путь по зимней укатанной снежной дороге, м	11,8	47	84	131	0,3
Тормозной путь по дороге, покрытой ледяной коркой, м	35	141,6	251,7	393,3	0,1

По данному расчету можно сделать вывод, что
чем больше скорость и хуже погодные условия, тем длиннее тормозной путь. При
движении автомобиля и по сухой летней, и по скользкой зимней дороге тормозной
путь и время торможения зависят от начальной скорости, причём тормозной путь
прямо пропорционален квадрату начальной скорости. При движении автомобиля со
скоростью 60 км/ч (средняя скорость по городу) тормозной путь составляет не
менее 20 метров по сухой дороге летом. Поэтому при переходе дороги пешеходу
просто необходимо внимательно смотреть по сторонам, и если машина едет на
высокой скорости, то начинать переходить дорогу по пешеходному переходу можно
только, если машина находится на расстоянии не ближе 30 метров в хорошую погоду
и не ближе 50-100 метров в плохую (дождливую, снежную).

2. Исследовательская часть

2.1. Описание эксперимента

Я провел теоретический расчет тормозного
пути для автомобиля и чтобы подтвердить соответствие данной закономерности на
практике, провел эксперимент по определению тормозного пути велосипеда с
помощью рулетки и секундомера.

Эксперимент был проведен в двух погодных
условиях — хорошая сухая и с ледяным покрытием дороги.

Этапы проведения эксперимента:

1. Был выбран и рассчитан удобный маршрут
движения велосипеда расстоянием 1 километр.

2. С помощью секундомера замерялось время
движения велосипеда по данному маршруту.

3. По формуле V = S/t, где V – скорость
движения, S – расстояние (равное 1
км), t – время в пути (замеренное с
помощью секундомера).

4. Набрав равномерную скорость (3 раза), в
момент достижения отметки в 1 километр я нажимал на тормоз и с помощью рулетки
измерял тормозной путь.

5. Данные действия были проведены в хорошую
сухую погоду и в гололед, то есть с ледяным покрытием дороги.

2.2. Результаты эксперимента

Результаты своего эксперимента я записал в
таблицу № 2.

Таблица № 2

*Скорость движения велосипеда, км/ч*	8	12	15
Тормозной путь по сухой дороге, м	0,30	0,55	0,88
Тормозной путь по ледяной дороге, м	0,65	1,26	1,7

Анализируя данные можно сделать вывод, что
при увеличении скорости движения велосипеда и ухудшении погодных условий
сохраняется зависимость, установленная ранее по теории, а именно, тормозной
путь неизменно увеличивается.

III. Заключение. Выводы

Многих аварий можно было бы избежать, если
бы водители следовали золотому правилу — держи дистанцию. В работе мы выяснили,
какую дистанцию нужно соблюдать для собственной безопасности и как можно
определить нужную дистанцию, а также на практике подтвердили установленную
зависимость тормозного пути от таких факторов как скорость движения транспорта
и погодные условия. Я провел серию экспериментов, которые подтвердили все
утверждения, высказанные в ходе работы.

Поэтому, можно определенно сказать, что
движущийся автомобиль на большой скорости не сможет мгновенно остановиться, а
еще некоторое расстояние будет продолжать движение. Например, если мы
представим, что современный легковой автомобиль движется по дороге со скоростью
100 км/час, то за одну секунду он проезжает до 28 метров, и когда водитель
нажмет на тормоз, машина (как и любое транспортное средство) по инерции
еще будет продолжать движение определенное расстояние.

При этом, согласно закону физики,
рассмотренного в пункте 1.3. проекта, его величина находится в прямой
зависимости от скорости движения, коэффициента сцепления шин с дорожным
покрытием (который в свою очередь зависит от дорожных условий). Например, при
скорости 50 км/ч средний тормозной путь будет составлять около 15 м, а при
скорости 100 км/ч около 60 м, т.е. больше в четыре раза. Длина тормозного
пути часто оказывается решающим фактором в критической ситуации на дороге.

Лишний метр, прочерченный покрышками по
асфальту, может стоить не только разбитого бампера, но и человеческой жизни.

IV.
Список литературы.

Элементарный учебник физики: Учебное
пособие. В 3-хт. /Под ред.Г.С.Ландсберга. Т.1 Механика. Молекулярная
физика.М.:Наука, 1985, 218 с.
Иванов А.С., Проказа А.Т. Мир механики и
техники: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1993.
Бытько Н.Д. Физика, ч.1 и 2. Механика.
Молекулярная физика и теплота.М.: Высшая школа, 1972, 336 с.
https://ria.ru/society/20160220/1377940767.html
http://avtonov.info/teorija-dvizhenija-avtomobilja

Источник

Содержание

Что такое тормозной путь у транспорта
От чего зависит расстояние тормозного пути
Тормозной путь — формула
Онлайн калькулятор тормозного пути
Остановочный путь
Примерные средние значения

Что такое тормозной путь у транспорта

Всегда хочется получить чуть больше времени, но насколько ценной может быть для вас одна жалкая секунда? Когда дело доходит
до использования тормозов на шоссе, это может означать… ну, намного больше, чем вы можете себе представить. Исследования показывают,
что среднестатистическому водителю требуется от половины до трех четвертей секунды, чтобы почувствовать необходимость нажат на тормоз, и еще
три четверти секунды, чтобы переместить ногу с газа на педаль тормоза. Время реакции у всех разное, но в сумме может получиться до 1,5 секунды между
моментом, когда вы впервые начинаете понимать, что у вас проблемы, и реальным началом замедления. Это фундаментальные значения — физиология человека
не меняется.

Официальная информация:

Тормозной путь — расстояние, которое проходит транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки.
Протяжённость тормозного пути зависит от скорости, массы автомобиля, 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.

Тормозной путь — это одна из двух основных составляющих общего остановочного пути Другой компонент — время от момента
восприятия водителем сигнала о необходимости торможения до совершения необходимых действий, например, переноса ноги на педаль тормоза, нажатия на
неё. Зависит от навыков водителя, положения его тела, рук и ног относительно органов управления автомобилем, также от его психоэмоционального
состояния. Время реакции увеличивается при утомлении, заболеваниях и крайне сильно возрастает при алкогольном или наркотическом опьянении.
Оно колеблется от 0,4 до 1,5 с. Типичной величиной считается 0,8 сек.

От чего зависит расстояние тормозного пути

Подытожим информацию из предыдущего пункта, собрав в единый список, от чего зависит длина общего тормозного пути:

Реакция

Видимость
Навыки водителя
Состояние водителя
Положение тела и рук водителя

Торможение

Скорость движения
Вид траспортного средства
Масса траспортного средства
Тип и состояние тормозной системы
Тип и состояние шин
Состояние дорожного покрытия

Как найти тормозной путь — формула

Тормозной путь или пройденное расстояние (d) после начала торможения определяется следующей формулой:

d = v² / (2 * μ * g) , где

v — скорость в начале торможения
μ — коэффициент трения между поверхностью дороги и шинами
g — сила тяжести Земли.

Тормозной путь — онлайн калькулятор

Общий тормозной путь или остановочный путь.

Как уже было написано выше, полный остановочный путь состоит еще и из времени реакции водителя на внезапно возникшую опасность.
Формула в этом случае получается следующая:

d_total = v * (t₁ + t₂) + v² / (2 * μ * g)

t₁ — время реакции. Исторически эксперты использовали время реакции 0,75 секунды, но теперь включают
восприятие, в результате чего среднее время реакции восприятия составляет: 1 секунда для населения в среднем;
иногда правило двух секунд для имитации пожилого человека или новичка; или даже время реакции 2,5 секунды —
специально для очень пожилых, ослабленных, находящихся в состоянии алкогольного опьянения или рассеянных водителей.

t₂ — время срабатывания тормозной системы — время с момента нажатия на педаль тормоза до приведения в действие
всех тормозных механизмов. Зависит от качества и состояния тормозной системы. В среднем считается 0,2 с для гидравлического привода и
0,6 с для пневматического привода тормозной системы.

Примерные средние значения

div

Скорость	Расстояние во время реакции	Расстояние пока сработает тормоз	Тормозной путь	Общая длина
40 км/ч	11,11	2,22	8,39	21,73
60 км/ч	16,67	3,33	18,88	38,8
80 км/ч	22,22	4,44	33,57	60,24
100 км/ч	27,78	5,56	52,45	85,79
120 км/ч	33,33	6,67	75,53	115,53
140 км/ч	38,89	7,78	102,81	149,47

Источник

Что такое тормозной путь автомобиля и от чего он зависит?

Что называется тормозным путем?

Что подразумевают под остановочным путем?

Что такое формула тормозного пути

Как найти тормозной путь?

Что влияет на длину тормозного пути?

АБС

Скорость движения

Техническое состояние автомобиля

Дорожное покрытие

Состояние покрышек

Влияет ли масса машины?

Как уменьшить тормозной путь?

Поможет ли торможение двигателем снизить тормозной путь?

Derivation[edit]

Energy equation[edit]

Newton’s law and equation of motion[edit]

Total stopping distance[edit]

Actual total stopping distance[edit]

Rules of thumb[edit]

See also[edit]

Notes[edit]

References[edit]

Further reading[edit]

External links[edit]

Содержание

Что такое тормозной путь у транспорта

От чего зависит расстояние тормозного пути

Реакция

Торможение

Как найти тормозной путь — формула

Тормозной путь — онлайн калькулятор

Общий тормозной путь или остановочный путь.

Примерные средние значения

Не пропустите также: