Когда автомобиль тормозит его ускорение направлено: Когда автомобиль тормозит, его ускорение направлено …

Автомобиль тормозит с постоянным ускорением средняя скорость

Здравствуйте!) Задача: автомобиль тормозит с постоянным ускорением от начальной скорость V0 = 16 м/с. Какова его скорость U после прохождения 34 тормозного пути? Ответ записать в мс. Помогите пожалуйста.

Лучший ответ:

S=vo²/(2a)(3/4)*S=(v0²-v²)/(2a)Разделим левые и правые частиv=vo/2=8 м/с

Другие вопросы:

Ты уже знаешь что долг – это обязанность, помноженная на ответственность. Подумай, что такое формализм, формальное понимание долга. Попытайся оценить это.

Что относится к жизненным задачам подросткового возраста? принятие своей внешности подготовка к трудовой деятельности строчная служба в вооружённых силах появление желаний нести ответственность за себя и общество

Расписать химические свойства: 1)бутена 2 2) 2-метилпропена Очень срочно, пожалуйста помогите)

Сельское хозяйство каких стран специализируется на выращивание риса? ответ в виде последовательности букв в алфавитном порядке:а)афганистан,б)индонезия,в)вьетнам,г)бахрейн,д)малайзия

Подумай,о ком из героев рассказа»Что сказала бы мама?»Можно так сказать;равнодушный,трусливый-. Боязливый,рассудительный-. добрый,смелый,терпеливый-. заботливая,мудрая-. рассудительный,справедливый-.

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

1439. Мотоцикл в течение 5 с может увеличить скорость от 0 до 72 км/ч. Определите ускорение мотоцикла.

1440. Определите ускорение лифта в высотном здании, если он увеличивает свою скорость на 3,2 м/с в течение 2 с.

1441. Автомобиль, двигавшийся со скоростью 72 км/ч, равномерно тормозит и через 10 с останавливается. Каково ускорение автомобиля?

1442. Как назвать движения, при которых ускорение постоянно? равно нулю?

Равноускоренное, равномерное.

1443. Санки, скатываясь с горы, движутся равноускоренно и в конце третьей секунды от начала движения имеют скорость 10,8 км/ч. Определите, с каким ускорением движутся санки.

1444. Скорость автомобиля за 1,5 мин движения возросла от 0 до 60 км/ч. Найдите ускорение автомобиля в м/с2 , в см/с2.

1445. Мотоцикл «Хонда», двигавшийся со скоростью 90 км/ч, начал равномерно тормозить и через 5 с сбросил скорость до 18 км/ч. Каково ускорение мотоцикла?

1446. Объект из состояния покоя начинает двигаться с постоянным ускорением, равным 6 • 10-3 м/с2. Определите скорость через 5 мин после начала движения. Какой путь прошел объект за это время?

1447. Яхту спускают на воду по наклонным стапелям. Первые 80 см она прошла за 10 с. За какое время яхта прошла оставшиеся 30 м, если ее движение оставалось равноускоренным?

1448. Грузовик трогается с места с ускорением 0,6 м/с2. За какое время он пройдет путь в 30 м?

1449. Электричка отходит от станции, двигаясь равноускоренно в течение 1 мин 20 с. Каково ускорение электрички, если за это время ее скорость стала 57,6 км/ч? Какой путь она прошла за указанное время?

1450. Самолет для взлета равноускоренно разгоняется в течение 6 с до скорости 172,8 км/ч. Найдите ускорение самолета. Какое расстояние прошел самолет при разгоне?

1451. Товарный поезд, трогаясь с места, двигался с ускорением 0,5 м/с2 и разогнался до скорости 36 км/ч. Какой путь он при этом прошел?

1452. От станции равноускоренно тронулся скорый поезд и, пройдя 500 м, достиг скорости 72 км/ч. Каково ускорение поезда? Определите время его разгона.

1453. При выходе из ствола пушки снаряд имеет скорость 1100 м/с. Длина ствола пушки равна 2,5 м. Внутри ствола снаряд двигался равноускоренно. Каково его ускорение? За какое время снаряд прошел всю длину ствола?

1454. Электричка, шедшая со скоростью 72 км/ч, начала тормозить с постоянным ускорением, равным по модулю 2 м/с2. Через какое время она остановится? Какое расстояние она пройдет до полной остановки?

1455. Городской автобус двигался равномерно со скоростью 6 м/с, а затем начал тормозить с ускорением, по модуля равным 0,6 м/с2. За какое время до остановки и на каком расстоянии от нее надо начать торможение?

1456. Санки скользят по ледяной дорожке с начальной скоростью 8 м/с, и за каждую секунду их скорость уменьшается на 0,25 м/с. Через какое время санки остановятся?

1457. Мотороллер, двигавшийся со скоростью 46,8 км/ч, останавливается при равномерном торможении в течение 2 с. Каково ускорение мотороллера? Каков его тормозной путь?

1458. Теплоход, плывущий со скоростью 32,4 км/ч, стал равномерно тормозить и, подойдя к пристани через 36 с, полностью остановился. Чему равно ускорение теплохода? Какой путь он прошел за время торможения?

1459. Товарняк, проходя мимо шлагбаума, приступил к торможению. Спустя 3 мин он остановился на разъезде. Какова начальная скорость товарняка и модуль его ускорения, если шлагбаум находится на расстоянии 1,8 км от разъезда?

1460. Тормозной путь поезда 150 м, время торможения 30 с. Найдите начальную скорость поезда и его ускорение.

1461. Электричка, двигавшаяся со скоростью 64,8 км/ч, после начала торможения до полной остановки прошла 180 м. Определите ее ускорение и время торможения.

1462. Аэроплан летел равномерно со скоростью 360 км/ч, затем в течение 10 с он двигался равноускоренно: его скорость возрастала на 9 м/с за секунду. Определите, какую скорость приобрел аэроплан. Какое расстояние он пролетел при равноускоренном движении?

1463. Мотоцикл, двигавшийся со скоростью 27 км/ч, начал равномерно ускоряться и через 10 с достиг скорости 63 км/ч. Определите среднюю скорость мотоцикла при равноускоренном движении. Какой путь он проехал за время равноускоренного движения?

1464. Прибор отсчитывает промежутки времени, равные 0,75 с. Шарик скатывается с наклонного желоба в течение трех таких промежутков времени. Скатившись с наклонного желоба, он продолжает двигаться по горизонтальному желобу и проходит в течение первого промежутка времени 45 см.

Определите мгновенную скорость шарика в конце наклонного желоба и ускорение шарика при движении по этому желобу.

1465. Отходя от станции, поезд движется равноускоренно с ускорением 5 см/с2. По прошествии какого времени поезд приобретает скорость 36 км/ч?

1466. При отправлении поезда от станции его скорость в течение первых 4 с возросла до 0,2 м/с, в течение следующих 6 с еще на 30 см/с и за следующие 10 с на 1,8 км/ч. Как двигался поезд в течение этих 20 с?

1467. Санки, скатываясь с горы, движутся равноускоренно. На некотором участке пути скорость санок в течение 4 с возросла от 0,8 м/с до 14,4 км/ч. Определите ускорение санок.

1468. Велосипедист начинает двигаться с ускорением 20 см/с2. По истечении какого времени скорость велосипедиста будет равна 7,2 км/ч?

1469. На рисунке 184 дан график скорости некоторого равноускоренного движения. Пользуясь масштабом, данным на рисунке, определите путь, проходимый в этом движении в течение 3,5 с.

1470. На рисунке 185 изображен график скорости некоторого переменного движения. Перечертите рисунок в тетрадь и обозначьте штриховкой площадь, численно равную пути, проходимому в течение 3 с. Чему примерно равен этот путь?

1471. В течение первого промежутка времени от начала равноускоренного движения шарик проходит по желобу 8 см. Какое расстояние пройдет шарик в течение трех таких же промежутков, прошедших от начала движения?

1472. В течение 10 равных промежутков времени от начала движения тело, двигаясь равноускоренно, прошло 75 см. Сколько сантиметров прошло это тело в течение двух первых таких же промежутков времени?

1473. Поезд, отходя от станции, движется равноускоренно и в течение двух первых секунд проходит 12 см. Какое расстояние пройдет поезд в течение 1 мин, считая от начала движения?

1474. Поезд, отходя от станции, движется равноускоренно с ускорением 5 см/с2. Сколько времени потребуется для развития скорости 28,8 км/ч и какое расстояние пройдет поезд за это время?

1475. Паровоз по горизонтальному пути подходит к уклону со скоростью 8 м/с, затем движется вниз по уклону с ускорением 0,2 м/с. Определите длину уклона, если паровоз проходит его за 30 с.

1476. Начальная скорость тележки, движущейся вниз по наклонной доске, равна 10 см/с. Всю длину доски, равную 2 м, тележка прошла в течение 5 сек. Определите ускорение тележки.

1477. Пуля вылетает из ствола ружья со скоростью 800 м/с. Длина ствола 64 см. Предполагая движение пули внутри ствола равноускоренным, определите ускорение и время движения.

1478. Автобус, двигаясь со скоростью 4 м/с, начинает равномерно ускоряться на 1 м/с за секунду. Какой путь пройдет автобус за шестую секунду?

1479. Грузовик, имея некоторую начальную скорость, начал двигаться равноускоренно: за первые 5 с прошел 40 м, а за первые 10 с — 130 м. Найдите начальную скорость грузовика и его ускорение.

1480. Катер, отходя от пристани, начал равноускоренное движение. Пройдя некоторое расстояние, он достиг скорости 20 м/с. Какова была скорость катера в тот момент, когда он проплыл половину этого расстояния?

1481. Лыжник скатывается с горы с нулевой начальной скоростью. На середине горы его скорость была 5 м/с, через 2 с скорость стала 6 м/с. Считая, что она увеличивается равномерно, определите скорость лыжника через 8 с после начала движения.

1482. Автомобиль тронулся с места и двигается равноускоренно. За какую секунду от начала движения путь, пройденный автомобилем, вдвое больше пути, пройденного им в предыдущую секунду?

1483. Найдите путь, пройденный телом за восьмую секунду движения, если оно начинает двигаться равноускоренно без начальной скорости и за пятую секунду проходит путь 27 м.

1484. Провожающие стоят у начала головного вагона поезда. Поезд трогается и движется равноускоренно. За 3 с весь головной вагон проходит мимо провожающих. За какое время пройдет мимо провожающих весь поезд, состоящий из 9 вагонов?

1485. Материальная точка движется по закону x = 0,5t². Какое это движение? Каково ускорение точки? Постройте график зависимости от времени:
а) координаты точки;
б) скорости точки;
в) ускорения.

1486. Поезд остановился через 20 с после начала торможения, пройдя за это время 120 м. Определите первоначальную скорость поезда и ускорение поезда.

1487. Поезд, идущий со скоростью 18 м/с, начал тормозить, и через 15 с остановился. Считая движение поезда при торможении равнозамедленным, определите путь, пройденный поездом за эти 15 с.

1488. Постройте графики скорости равнозамедленного движения для случаев:
1) V0 = 10 м/с, а = — 1,5 м/с2;
2) V0 = 10 м/с; а = — 2 м/с2.
Масштаб в обоих случаях одинаков: 0,5 см – 1 м/с; о,5 см – 1 сек.

1489. Изобразите пройденный путь за время t на графике скорости равнозамедленного движения. Принять V0 = 10 м/с, а = 2 м/с2.

1490. Опишите движения, графики скоростей которых даны на рисунке 186, а и б.
а) движение будет равнозамедленным;
б) сначала тело будет двигаться равноускоренно, затем равномерно. На 3м участке движение будет равнозамедленное.

07.06.2019

5 июня Что порешать по физике

30 мая Решения вчерашних ЕГЭ по математике

Автомобиль, движущийся прямолинейно со скоростью начинает тормозить и за время модуль его скорости уменьшается в 2 раза. Какой путь пройдет автомобиль за это время, если ускорение было постоянным?

1)

2)

3)

4)

Определим проекцию ускорения, с которым тормозил автомобиль, на ось, направленную вдоль движения:

Тогда, пройденный автомобилем путь находится по формуле:

Не могли бы вы понятней объяснить, а то до меня не доходит.

Нам известно, что автомобиль тормозит с постоянным ускорением, известно время, за которое скорость уменьшается в 2 раза, то есть становится равной , следовательно, мы, воспользовавшись определением, можем определить величину проекции ускорения. 2/2.

В приведенной в решении формуле стоит проекция ускорения, которая в данном случаем принимает отрицательное значение. (Ось координат направлена вдоль начальной скорости автомобиля. Так как скорость уменьшается, ускорение направлено в противоположную сторону)

Автомобиль, движущийся прямолинейно со скоростью , начинает тормозить и за время модуль его скорости уменьшается в 2 раза. Какой путь пройдет автомобиль за это время, если ускорение было постоянным?

В задаче сказано, что ускорение постоянно! Почему же вы это не учитываете?

Почему же не учитываем. Мы даже находим его проекцию. В этой формуле обозначает рассматриваемый интервал времени, а не конкретный момент времени.

объясните, пожалуйста, откуда в конце в числителе берется 3, никак понять не могу

Прямолинейное равноускоренное движение | Физика

1. Определение прямолинейного равноускоренного движения

Поставим опыт
Изучим, как скатывается шарик с наклонной плоскости. На рисунке 5.1 показаны последовательные положения шарика через равные промежутки времени.

Видно, что шарик движется неравномерно: пути, проходимые им за последовательные равные промежутки времени, увеличиваются. Следовательно, скорость шарика увеличивается.

Движение шарика, скатывающегося с наклонной плоскости, является примером прямолинейного равноускоренного движения. Такое движение вы уже изучали в курсе физики основной школы. Напомним его определение.

Прямолинейным равноускоренным движением называют прямолинейное движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одну и ту же величину.

Прямолинейно равноускоренно может двигаться, например, автомобиль во время разгона (рис. 5.2, а). Однако непривычным может показаться то, что при торможении (рис. 5.2, б) автомобиль тоже может двигаться прямолинейно равноускоренно! Ведь в определении прямолинейного равноускоренного движения речь идет не об увеличении скорости, а только об ее изменении.

Дело в том, что понятие ускорения в физике шире, чем в разговорном языке. В обыденной речи под ускорением понимают обычно только увеличение скорости. Мы же будем говорить, что тело движется с ускорением всегда, когда скорость тела изменяется со временем любым образом (увеличивается или уменьшается по модулю, изменяется по направлению и т. п.).

Может возникнуть вопрос: почему мы уделяем внимание именно прямолинейному равноускоренному движению? Забегая немного вперед, выдадим «секрет»: именно с таким движением мы будем очень часто иметь дело при изучении механики.

Напомним (об этом уже говорилось в курсе физики основной школы), что под действием постоянной силы тело движется прямолинейно равноускоренно. (Если начальная скорость тела равна нулю или направлена вдоль линии действия силы.) А во многих задачах по механике рассматривается именно такая ситуация. Ниже мы рассмотрим подробно ее различные варианты.

2. Ускорение

В определении прямолинейного равноускоренного движения речь идет об изменении скорости. Как определяют изменение скорости?

Обозначим ₀ скорость тела в начальный момент времени, а – скорость тела через промежуток времени t. Тогда изменение скорости за этот промежуток времени

Эту формулу можно переписать также в виде

На рисунке 5.3 показано, как найти вектор изменения скорости Δ в случае прямолинейного неравномерного движения.

? 1. Какому из рисунков 5.3 (а или б) соответствует увеличение скорости, а какому – уменьшение?

Введем теперь понятие ускорения.

Ускорением называют отношение изменения скорости Δ к промежутку времени Δt, за который произошло это изменение:

(Здесь в общем случае надо говорить о мгновенном ускорении, которое определяется с помощью достаточно малых промежутков времени – подобно тому, как мы определяли выше мгновенную скорость. При прямолинейном равноускоренном движении мгновенное ускорение постоянно.)

Как следует из этого определения, ускорение – векторная величина. Она характеризует скорость изменения скорости. Единицей ускорения в СИ является 1 м/с² (читают: «метр в секунду за секунду» или «метр делить на секунду в квадрате»). Если тело движется с таким по модулю ускорением в одном направлении, то его скорость каждую секунду увеличивается (или уменьшается!) на 1 м/с.

Когда тело падает, оно движется с ускорением, равным примерно 10 м/с² (если можно пренебречь сопротивлением воздуха).

Рассмотрим теперь, при каком условии скорость тела увеличивается, а при каком – уменьшается. Из определения (3) следует, что

На рисунке 5.4 мы заменили (по сравнению с рисунком 5.3) Δ на равное ему выражение Δt.

Мы видим теперь, что скорость тела увеличивается, если ускорение направлено так же, как начальная скорость (рис. 5.4, а). Если же ускорение направлено противоположно скорости (рис. 5.4, б), то скорость тела уменьшается.

? 2. На каком из рисунков 5.2 (а или б) ускорение автомобиля направлено влево?

Выберем начальный момент времени t₀ = 0, тогда Δt = t – t₀ = t – 0 = t. Поскольку Δ = – ₀, из формулы (4) получаем

Направим ось x вдоль траектории движения тела. Тогда

v_x = v_0x + a_xt.      (6)

Здесь v_x – проекция скорости в момент времени t, v_0x – проекция начальной скорости, a_x – проекция ускорения.

В формуле (6) проекция начальной скорости v_0x и проекция ускорения a_x могут быть положительными и отрицательными. В зависимости от соотношения знаков v_0x и ax модуль скорости тела будет увеличиваться или уменьшаться со временем.

Рассмотрим примеры.

? 3. Четыре автомобиля движутся вдоль оси x. В течение некоторого времени зависимость vx(t) выражается для них (в единицах СИ) формулами:
1) v_x = 8 + 2t; 2) v_x = 20 – 4t; 3) v_x = –10 + t; 4) v_x = –15 – 3t.
а) Чему равны проекции начальной скорости и ускорения каждого автомобиля?
б) Какие автомобили разгоняются, а какие – тормозят?
в) Скорость какого автомобиля наибольшая по модулю в момент времени t = 2 с? наименьшая?

Выполнив это задание, вы заметите, что скорость тела увеличивается по модулю, если проекция начальной скорости и проекция ускорения имеют одинаковые знаки (обе положительные или обе отрицательные).

Если же проекции начальной скорости и ускорения имеют разные знаки, то скорость тела сначала уменьшается по модулю. В некоторый момент скорость тела станет равной нулю, после чего (если ускорение останется прежним) направление скорости изменится на противоположное и модуль скорости тела начнет увеличиваться. Далее мы рассмотрим это на примере тела, брошенного вертикально вверх.

3. График зависимости скорости от времени

Из формулы (6) следует, что при прямолинейном равноускоренном движении проекция скорости vx линейно зависит от времени t. Поэтому график зависимости v_x(t) – отрезок прямой.

На рисунке 5.5 изображены графики зависимости проекции скорости от времени для синего и красного автомобилей, движущихся вдоль оси x.
а) Какой из автомобилей тормозит? Чему равен модуль его ускорения?
б) У какого автомобиля модуль ускорения меньше? Чему он равен?
в) Запишите зависимость vx(t) для каждого автомобиля.
г) Используя эту запись, найдите момент времени, когда скорости автомобилей станут равными. Проверьте полученный ответ по приведенным графикам.

? 5. На рисунке 5.6 изображены графики зависимости проекции скорости от времени для тел, движущихся вдоль оси x.

а) Какие графики описывают движение тела, скорость которого все время увеличивается по модулю?
б) На каких графиках v0x и ax имеют разные знаки?
в) Какие графики описывают случаи, когда направление скорости тела изменяется на противоположное?
г) Начертите для всех изображенных случаев графики зависимости модуля скорости от времени.

? 6. Зависимость проекции скорости от времени для первого тела выражается в единицах СИ формулой v₁₂ = 6 – Зt, а для второго – формулой v_2x = 2 + t.
а) Изобразите графики vx(t) для каждого тела.
б) В какой момент скорости тел равны (по модулю и по направлению)?
в) В какие моменты скорости тел равны по модулю?

Дополнительные вопросы и задания

7. От платформы отправляется поезд на восток. В это же время у соседней платформы тормозит поезд, идущий на запад. Сделайте схематический рисунок, на котором покажите направления скорости и ускорения каждого поезда.

8. Как направлено ускорение лифта, когда он:
а) начинает двигаться с первого этажа?
б) тормозит на верхнем этаже?
в) тормозит на третьем этаже, двигаясь вниз?
г) начинает движение на третьем этаже, двигаясь вверх?
Движение лифта при разгоне и торможении считайте равноускоренным.

9. Автомобиль трогается с места в направлении на север и набирает скорость 72 км/ч за 40 с. Движение автомобиля считайте прямолинейным равноускоренным.
а) Как направлено ускорение автомобиля?
б) Чему равно ускорение автомобиля по модулю?
в) Начертите график зависимости проекции скорости автомобиля от времени.
г) Какой была скорость автомобиля через 10 с после начала движения?

Пока человечество производит и пользуется автомобилем, будет существовать вопрос безопасности. Каждый знает, что такое подголовник и где он находится, как пользоваться ремнем безопасности и зачем надуваются специальные подушки. Это уже обыденные вещи и их наличие в комплектации нового автомобиля не воспринимается как что-то экстраординарное. Тем более что их назначение предельно понятно — спасти жизнь в экстремальной, опасной для жизни ситуации, имя которой — ДТП, дорожно-транспортное происшествие. Вот только в свое время пытливый ум автомобильных инженеров и конструкторов обратил внимание на тот факт, что предпринимаемые и используемые ими меры безопасности направлены на обеспечение защиты водителя и пассажиров в ДТП. Именно во время ДТП, а не до его совершения. И тогда возник вопрос: «А можно ли предотвратить аварию?». А за ним последовали вполне логичные «как?» и «при помощи чего?». И работа закипела! Ведь новая идея предвещала покорение большой и серьезной проблемы автомобильных аварий, гарантировала одобрение со стороны всех без исключения автолюбителей и даже сулила получением положительных отзывов от их родственников и просто близких им людей. Человечество поняло, что лучше предотвращать, чем пытаться сохранить в непредсказуемой и неконтролируемой аварийной ситуации. По этому критерию меры превентивной безопасности чаще называются «активными», а в свою очередь «пассивные» защищают тогда, когда происшествие вышло из-под контроля и нужно защитить от последствий неминуемого столкновения. А если еще и совместить оба типа мер безопасности… Впрочем, это уже совсем другая история. Эта статья посвящена активным технологиям, цель действия которых заключается в предотвращении последствий, влекущих за собой аварийно-опасную ситуацию и столкновение автомобиля с чем бы то ни было. Наиболее перспективной и стремительно распространяющейся является электронная система ESP (Elektronisches Stabilitats Programm — программа электронной стабилизации, противозаносная система). На сегодняшний день она используется многими автопроизводителями, носит разные названия-аббревиатуры, но в любом случае цель ее действия всегда одинакова.

Журнал «Автосалон» имеет честь предоставить своим читателям редкую возможность узнать больше о функциональной стороне новейшей вспомогательной электроники и познакомиться с ее действием на практике. В последнем нам поможет Honda CR-V, ее интеллектуальная противозаносная система носит имя VSA (Vehicle Stability Assist — помощь в стабилизации автомобиля).

Хочется сразу отметить, что подобная электроника не появилась из ниоткуда. Она самым рациональным образом объединяет наработки и технологии предыдущих лет, обеспечивая их слаженное совместное действие. Специальный вычислительный центр берет под свой контроль систему ABS, наделяя ее свойствами полностью электронного компонента (получается EBS), регулирует работу двигателя и дозирует производимую им мощность и даже устраняет и компенсирует крены кузова автомобиля, ликвидируя опасную раскачку. В результате весь автомобиль и его системы работают как профессиональный оркестр, не допуская промашек, известных как «человеческий фактор». Сложно? Давайте по-пробуем рассмотреть технологию VSA поэтапно — по отдельным составляющим ее компонентам.

Главный по торможению

Когда-то считалось, что хороший тормоз нужен только для того, чтобы остановить автомобиль перед препятствием, а не за ним. Между тем многие водители не всегда способны точно оценить дорожную обстановку и отреагировать на ее резкое изменение должным образом, а большинство аварий случаются как раз потому, что тормоза срабатывают слишком эффективно (как, впрочем, и должно быть), но колеса при этом блокируются и теряют сцепление с дорожным покрытием. Существует целый ряд и других ситуаций, когда покрышки начинают скользить и пробуксовывать, что приводит к заносу и потере контроля над направлением движения.

Конструкторы давно работали и до сих пор работают над созданием тормозных систем, которые бы исправляли оплошности водителя в управлении и в любых условиях обеспечивали уверенное движение, а при необходимости — безопасную остановку автомобиля. Вначале появилась ABS — антиблокировочная система тормозов. Она была изобретена и впервые запущена в производство компанией Bosch A.G. в 1978 году.

С начала прошлого века инженеры пытались предотвратить блокировку колес не только в автомобилях, но и в рельсовых транспортных средствах, и даже в самолетах. В 1936 году компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колес моторных транспортных средств». Но лишь с появлением быстродействующих электронных систем контроля и управления инженеры смогли разработать антиблокировочную тормозную систему, которая была бы достаточно быстрой и надежной, чтобы ее можно было использовать в автомобилях. Так, в 1978 году легковые автомобили стали оборудоваться системой ABS от Bosch — первым был Mercedes-Benz S-класса, а вскоре после этого и BMW 7-й серии. С момента представления системы ABS на мировой рынок компания Bosch основательно усовершенствовала и модернизировала технологию электронных тормозных систем. Сегодня на вооружении уже восьмое поколение ABS. Ее вес составляет 1,6 кг, что в сравнении с 6,9 кг первой системы года говорит об основательной оптимизации технологии.

Конструктивно ABS представляет собой совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. Датчики на всех четырех колесах постоянно измеряют угловую скорость вращения колес. Если частота вращения отдельного колеса неожиданно резко падает, то управляющая электроника подает сигнал об опасности блокировки. Давление в соответствующем трубопроводе гидравлической тормозной системы сразу же снижается и затем снова повышается, немного не доходя до границы, за которой начинается блокировка колеса. Процесс может повторяться несколько раз в секунду, пульсация педали тормоза свидетельствует о работе системы ABS. Результатом ее работы является предотвращение блокировки колес при торможении: даже при экстренном замедлении сохраняется устойчивость автомобиля. Кроме того, во время торможения автомобиль сохраняет управляемость, так как колеса не скользят в блокировке, а вращаются, сохраняя сцепление с дорогой. На самом деле именно в создании управляемого торможения и заключается основное достоинство этой системы, а не в сокращении тормозного пути, как полагают многие.

В пятом поколении ABS появилась дополнительная электроника, контролирующая поведение всех колес по отношению друг к другу — EBV, система электронного распределения тормозных сил. Она регулирует тормозное усилие в соответствии со степенью нажатия на педаль тормоза и загрузки автомобиля. Принцип ее действия состоит в том, что тормозное усилие передается на каждое колесо индивидуально и строго дозировано. Отдельно взятое колесо тормозит при подаче команды, а электронные датчики и микропроцессор по многим параметрам оценивают состояние автомобиля в реальном масштабе времени. В итоге движущемуся не в идеальных условиях автомобилю: по дороге с продольными и поперечными уклонами, переменным или просто неудовлетворительным качеством поверхности, при различной загрузке и гарантирована наибольшая эффективность торможения при любых дорожных условиях, в том числе и при торможении с максимальным усилием нажатия на педаль тормоза.

Совершенствование предыдущей технологии привело к появлению системы EBS (Electronic Braking System). Существенные различия кроются в ее конструкции с так называемой «электронной педалью», которая не имеет какой-либо механической связи с тормозной системой. Ее перемещение преобразуется в электрический сигнал и подается блоку управления. После анализа информации от различных сенсоров электроника самостоятельно дает команду исполнительным механизмам корректировать давление в контурах тормозной системы. Для того чтобы водитель получал обратную связь от автомобиля, устанавливается электрогидравлический симулятор хода, который создает сопротивление на педали тормоза. Для обеспечения экстренной остановки автомобиля, оснащенного системой ECB, в случае выхода из строя основного источника питания используется дополнительный конденсаторный блок.

Немного вертикальной устойчивости

Еще одним компонентом, а точнее составляющей итогового результата работы вычислительной электроники VSA, является система ограничения кренов (Roll Stability Control), возникающих в динамике. Например, при скоростном вираже, когда сила бокового ускорения тянет кузов автомобиля, особенно с высоким центром тяжести, в сторону почти перпендикулярную направлению движения. Работа этого элемента также зиждется на давно разработанной и многократно усовершенствованной антиблокировочной системе ABS. Решение, способное пресекать опасные крены кузова, подсказал знакомый каждому эффект, возникающий при торможении, когда машина «клюет» перед-ком. Инженеры, ответственные за безопасность автомобильных разработок, задумались над обращением этого явления во благо. И тут все просто: подтормаживая то или иное колесо, можно вызвать «клевок» соответствующей части кузова. Значит, своевременно спровоцированный крен от контролируемого торможения можно использовать как противовес боковому крену, вызванному динамикой автомобиля в повороте.

Под командованием VSA

Итак, эта интеллектуальная электроника дирижирует всеми перечисленными выше компонентами. Это в свою очередь и наиболее сложное устройство, контролирующее тягу и управление дроссельной заслонкой. Блок электронного управления VSA использует информацию от датчиков своих подсистем, которые с периодичностью 25 раз в секунду отслеживают работу мотора и трансмиссии, скорость вращения каждого из колес, давление в тормозной системе, угол поворота руля, поперечное ускорение. По повороту руля, а проще говоря, по направлению управляющих колес, система VSA оценивает, куда намерен двигаться водитель. В то же время датчик, как правило, расположенный в самом центре автомобиля, определяет, куда автомобиль движется на самом деле: с какой скоростью и в каком направлении он вращается вокруг своей оси. Сопоставив эти данные, вычислительный блок, во-первых, фиксирует аварийно-опасную ситуацию, определяя ее по соответствию движения машины действиям водителя. Во-вторых, рассчитывает и подает исполнительным механизмам команду к исполнению контролирующего воздействия — то есть затормаживает определенное колесо с выверенным усилием. Если необходимо ограничить скорость или поубавить мощность двигателя, процессор VSA, связанный с блоком электронного управления двигателем, корректирует мощность и количество оборотов коленчатого вала.

Вот как это выглядит в реальной жизни. Автомобиль движется по кривой, возникающая при этом центробежная сила стремится сместить машину к внешней стороне поворота или опрокинуть ее. Допустим, автомобиль входит в вираж на слишком большой скорости, а водитель, осознав, что ошибся с ее выбором и сейчас окажется на встречной полосе или в кювете, делает другую ошибку, например, резко тормозит или чрезмерно выворачивает руль в сторону поворота. Получив информацию от датчиков, система VSA практически мгновенно регистрирует, что автомобиль оказался в критическом положении и, не допуская блокировки колес до юза, перераспределяет тормозные усилия на колесах таким образом, чтобы их результирующая противодействовала поперечной силе, стремящейся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси. В этом случае будет притормаживать заднее колесо, находящееся на внутренней стороне поворота. Это незамедлительно вызовет силу, «подтягивающую» переднюю ось автомобиля на верную траекторию.

Также система VSA проявляет с себя с лучшей стороны при объезде неожиданно возникшего препятствия. Представим себе ситуацию, когда автомобиль движется по широкой загородной трассе, водитель при этом довольно расслаблен — ведь впереди нет ни перекрест-ков, ни поворотов, лишь длинная прямая. Но допустим, что на его пути внезапно возникнет препятствие. Это может быть что угодно, любой посторонний предмет от коробки, упавшей с грузовика на дорогу прямо перед автомобилем, или кирпича до выбежавшего из леса на дорогу животного (на практике бывает и такое). Водитель резко объезжает препятствие, допустим, влево, а затем, чтобы стать в свою же полосу, вращает руль вправо. В этом случае VSA сначала притормаживает заднее левое колесо, помогая машине увильнуть от препятствия, и она предсказуемо передвигается влево. Затем, при возвращении на прежнюю траекторию, будет притормаживать переднее левое колесо, что предотвратит занос и направит передок в нужную сторону. Как может закончиться такой маневр без вмешательства электроники, известно только на небесах.

Реальный тест

Журнал «Автосалон» провел свои испытания на автомобиле Honda CR-V с 2-литровым бензиновым мотором и автоматической КПП. Почему не Accord с «механикой»? Дело в том, что компактный внедорожник в таком исполнении более типичен и распространен. К тому же его высокий центр тяжести гораздо сильнее проявляет себя в экстремальной ситуации. За рулем «машины боевой» — наш тест-пилот, профессиональный гонщик и тренер школы водительского мастерства Дмитрий Богданов.

Итак, первой в программе теста была спортивная трасса с обилием поворотов самой различной сложности. Проводилось несколько заездов с чередованием испытаний с включенной и выключенной системой VSA. Остается только поражаться, как маленькая кнопочка влияет на поведение автомобиля. Без вмешательства электроники в поведении машины в поворотах четко проявляются сносы передней оси и заносы задней. В результате повышается сложность прохождения поворотов, которая сказывается и на ощущении пассажирами своей безопасности.

С активированным электронным «ангелом-хранителем» Honda CR-V стала гораздо увереннее держаться в поворотах: заносы пропали. Более того, то самое регулирующее воздействие действительно помогает следовать нужной траектории, так как автомобиль сам подруливает. Во вмешательстве электроники также не обошлось без подавления излишнего ускорения. Что касается ощущений пассажиров, то и они на себе почувствовали оберегающее действие системы VSA.

Далее перед Honda CR-V была поставлена задача пройти один отдельный поворот на высокой скорости. И тут помощь электроники налицо: в ее отсутствии автомобиль реально подвержен заносу, причиной которого может стать как излишняя скорость, так и избыток мощи на колесах. После включения системы VSA машина просто «пишет» траекторию поворота, проходя по заданному курсу без намека сойти с него.

Напоследок был поставлен так называемый «лосиный тест», или переставка, когда на высокой скорости необходимо увильнуть от воображаемого препятствия. Тест моделирует ситуацию, которая происходит при объезде возникшего на пути предмета или выскочившего на дорогу животного (лося, отсюда и название). Коридор, по которому движется автомобиль, отмечается пилонами, то есть дорожными конусами, и для дополнительной сложности он был посыпан песком. Это один из наиболее сложных маневров, успешному выполнению которого самому научиться нельзя.

Ну что же, без помощи системы VSA автомобиль не может закончить этот маневр: Honda CR-V стремится сорваться в глубокий (ритмичный) занос, но лишь благодаря мастерству пилота сохраняет ориентацию в пространстве и не разворачивается. Большинство автолюбителей, каким бы долгим и богатым водительским опытом они не обладали, легко бы «сдавали» машину на милость силы бокового ускорения. На дороге это бы привело к неминуемому столкновению с разделительной оградой, вылетом в кювет и т.п. При помощи со стороны электроники VSA автомобиль проходит сложный изогнутый коридор без намека на снос. Покрышки визжат, песок превращается в клубы пыли, но Honda CR-V уверенно входит в коридор между пилонов и покидает его, не стремясь выкинуть непредсказуемый трюк. Предсказуемые результаты были показаны и при «раскачке» автомобиля в динамике: при выключенной VSA машина изо всех сил виляла кормой, срываясь в занос, а при включении помощника так же четко и правильно, как по рельсам, описывала сложную дугу коридора.

Результаты

В ситуациях, которые могли бы стать аварийными из-за излишней самоуверенности либо просто вследствие недостаточного опыта, система VSA, как ангел-хранитель, откорректирует действия водителя, исправит ошибку и не позволит автомобилю выйти из-под контроля. Она действительно работает, оправдывает ожидания водителя и пассажиров.

Как говорит скучная статистика, системы курсовой устойчивости снижают аварийность на 34%, а наличие системы вспомогательной электроники рассмотренного типа на 88% снижает вероятность возникновения ситуации, когда водитель теряет контроль над автомобилем. В настоящее время лишь около 10% всех новых автомобилей оснащается системой курсовой устойчивости. Однако ко многим моделям эта система предлагается в качестве дополнительного оборудования. Автопром готов сделать еще один шаг на пути к созданию предельно безопасного автомобиля.

 

Автор: Евгений Дударев

Тест-пилот: Дмитрий Богданов

Демоверсия к. р. №2 в 10 классе «Применение законов динамики»

1-й уровень

1. Автомобиль едет по прямому склону с постоянной скоростью. Выберите правильное утверждение.

А. Ускорение автомобиля направлено вверх вдоль склона.

Б. На автомобиль со стороны дороги действует только сила трения.

В. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равна нулю.

Г. На автомобиль со стороны дороги действует только сила нормальной реакции опоры.

 

2. Автомобиль едет с постоянной по модулю скоростью по горизонтальной кольцевой трассе, имеющей форму окружности. Выберите правильное утверждение.

А. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, направлена по радиусу от центра окружности.

Б. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равна нулю.

В. Автомобиль движется без ускорения.

Г. Ускорение автомобиля направлено к центру окружности.

 

3. На наклонной плоскости неподвижно лежит брусок. Выберите правильное утверждение.

А. Сила трения, действующая на брусок, направлена вдоль наклонной плоскости вниз.

Б. Равнодействующая всех сил, приложенных к бруску, равна нулю.

В. На брусок действует только сила трения и сила нормальной реакции опоры.

Г. Сила нормальной реакции опоры направлена вертикально вверх.

2-й уровень

4. В лиф­те на­хо­дит­ся че­ло­век мас­сой 60 кг. Укажите все правильные утверждения.

А. Ес­ли лифт дви­жет­ся с пос­то­ян­ной ско­ростью вверх, вес че­ло­ве­ка больше 600 Н.

Б. Ес­ли лифт разгоняется, двигаясь вниз, вес че­ло­ве­ка больше 600 Н.

В. Ес­ли лифт по­ко­ит­ся, вес че­ло­ве­ка ра­вен 600 Н.

Г. Ес­ли лифт тор­мо­зит, дви­га­ясь вверх, вес че­ло­ве­ка меньше 600 Н.

 

5. Ис­кусствен­ный спут­ник дви­жет­ся вок­руг Зем­ли по кру­го­вой ор­би­те. Вы­со­та спут­ни­ка над по­верхностью Зем­ли 6400 км. Счи­тая ра­ди­ус Зем­ли рав­ным 6400 км, ука­жи­те все пра­вильные ут­вержде­ния.

А. Ус­ко­ре­ние спут­ни­ка больше ус­ко­ре­ния сво­бод­но­го па­де­ния у
по­верхнос­ти Зем­ли.

Б. Спут­ник на­хо­дит­ся в сос­то­янии не­ве­со­мос­ти.

В. Дви­же­ние спутника про­ис­хо­дит под действи­ем только си­лы
тя­го­те­ния.

Г. Ус­ко­ре­ние спут­ни­ка в 2 ра­за меньше ус­ко­ре­ния сво­бод­но­го
па­де­ния у по­верхнос­ти Зем­ли.

 

6. На ла­до­ни ле­жит яб­ло­ко мас­сой 300 г. Укажите все правильные утверждения.

А. Ес­ли ла­донь дви­гать с ус­ко­ре­ни­ем, направленным вверх, си­ла
тя­жес­ти, действу­ющая на яб­ло­ко, уве­ли­чи­т­ся.

Б. Ес­ли ла­донь рез­ко вы­дер­нуть из-под яб­ло­ка, вес яб­ло­ка ста­нет рав­ным ну­лю.

В. Ес­ли ла­донь по­ко­ит­ся, вес яб­ло­ка больше 2 Н.

Г. Ес­ли ла­донь дви­гать вниз с пос­то­ян­ной ско­ростью, вес яб­ло­ка бу­дет меньше 3 Н.

3-й уровень

7. Шарик катится по поверхности, показанной на рисунке. При движении шарик не отрывается от поверхности. Считая, что трением можно пренебречь, укажите все правильные утвер­ждения. А. Ускорение шарика в точке B направлено вниз. Б. Векторная сумма всех сил, действующих на шарик в точке B, равна нулю. В. Сила реакции опоры в точке B больше, чем в точке A. Г. Вес шарика в точке C меньше, чем в точке B.

 

8. К ни­ти, пе­реб­ро­шен­ной че­рез блок, при­­к­реп­ле­ны гру­зы, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Масса каждого груза равна m. Ука­жи­те все пра­вильные ут­вержде­ния. А. Сила на­тя­же­ния ни­ти в точ­ке 1 больше силы на­тя­же­ния ни­ти в точ­ке 2. Б. Об­щий вес гру­зов 4 и 5 ра­вен 2 mg. В. Мо­дуль ус­ко­ре­ния гру­зов 1 – 3 ра­вен 3g/5. Г. Мо­дуль ус­ко­ре­ния гру­зов 4 – 5 ра­вен 2g/5.

 

9. Ав­то­мо­биль едет по го­ри­зон­тальной до­ро­ге с постоянной по модулю скоростью и со­вер­ша­ет по­во­рот по ду­ге ок­руж­нос­ти ра­ди­уса R= 100 м. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния меж­ду ши­на­ми и по­лот­ном до­ро­ги m = 0,5. Укажите все правильные утверждения.

А. Ус­ко­ре­ние ав­то­мо­би­ля нап­рав­ле­но по го­ри­зон­та­ли к центру ок­руж­нос­ти.

Б. Ус­ко­ре­ние ав­то­мо­би­ля обес­пе­чи­ва­ет рав­но­действу­ющая сил тя­жес­ти и си­лы нор­мальной ре­ак­ции опо­ры.

В. Ес­ли ско­рость ав­то­мо­би­ля равна 70 км/ч, он смо­жет со­вер­шить
по­во­рот.

Г. Равнодействующая всех сил, действующих на водителя при повороте, направлена по касательной к окружности.

4-й уровень

10. Два гру­за мас­са­ми  m1 = 1 кг и  m2 = 2 кг свя­за­ны нитью, пе­ре­ки­ну­той че­рез два бло­ка (см. рис). Укажите все правильные утверждения. А. Ус­ко­ре­ние второго гру­за больше 6 м/с2. Б. Ус­ко­ре­ние первого гру­за меньше 3 м/с2. В. Модуль пе­ре­ме­ще­ния первого гру­за в два ра­за больше модуля пе­ре­ме­ще­ния второго гру­за. Г. Модуль ус­ко­ре­ния пер­во­го гру­за в два ра­за меньше модуля ус­ко­ре­ния вто­ро­го гру­за.

 

11. В начальный момент тела системы, показанной на рисунке, покоятся. Коэффициент трения между первым телом и наклонной плоскостью равен m. Укажите все правильные утверждения. А. Если tg a < m, второе тело будет двигаться вверх. Б. Если m2 = m1 sin a, оба тела останутся в покое. В. Если второе тело начнет двигаться вниз, сила натяжения нити будет меньше m2g. Г. В любом случае сила натяжения нити равна весу второго тела.

 

12. На ни­ти, пе­реб­ро­шен­ной че­рез не­под­виж­ный блок, под­ве­ше­ны два гру­за по 100 г каждый. На один из грузов ставят гирьку мас­сой 50 г. Укажите все правильные утверждения.

А. Вес гирьки больше действу­ющей на нее си­лы тя­жес­ти.

Б. Ус­ко­ре­ние грузов больше 1,5 м/с².

В. Си­ла на­тя­же­ния ни­ти рав­на 1,2 Н.

Г. Гирька да­вит на груз с си­лой, меньшей 0,5 Н.

 

Актив-Безопасность: тренинги по безопасному вождению

Общие положения

Маневр торможения является наиболее значимым для безопасного управления автомобилем. С одной стороны, он позволяет скомпенсировать последствия многих ошибок в прогнозировании скорости, дистанции, развития дорожно-транспортной ситуации. С другой стороны, трудность его выполнения является одной из основных причин возникновения ДТП с тяжкими последствиями. Маневр, предназначенный для повышения безопасности, может выйти из-под контроля водителя и приводить к потере устойчивости и управляемости автомобиля из-за блокирования колес при интенсивном торможении, особенно при низком коэффициенте сцепления шин с дорогой. Ошибка водителя может спровоцировать критический занос, снос, вращение и опрокидывание автомобиля.

Умение грамотно тормозить включает в себя:
умение использовать максимальное сцепление колес с дорогой;
умение сохранять прямолинейное направление движения при торможении;
умение тормозить двигателем с одновременным переключением передач «вниз»;
умение остановиться при отказе тормозов.

Автомобиль замедляется под действием тормозных сил на передних и задних колесах. На движущийся автомобиль действует также сила инерции, приложенная в центре автомобиля, выше поверхности дороги. Под ее действием при торможении передние колеса догружаются, а задние — разгружаются. Это видно и по тому, как деформируется подвеска и автомобиль «клюет».

Максимальная тормозная сила определяется не тем, как сильно вы будете давить на педаль тормоза. Она зависит от нагрузки, приходящейся на колесо, и от сцепления колеса с дорогой. Чем сильнее нагружено колесо, тем больше тормозная сила. Известно, что трение покоя (отсутствие проскальзывания колеса относительно дороги) всегда больше трения скольжения. Сцепление зависит от степени проскальзывания колеса по поверхности. Максимальный коэффициент сцепления достигается при частичном проскальзывании 10-15%. А при полном проскальзывании коэффициент сцепления может падать почти вдвое. Это значит, что при экстренном торможении нельзя доводить колеса до полного проскальзывания (юза).

Если колесо полностью заблокировано («юзит»), то по поверхности дороги трется один и тот же участок шины. При этом резина истирается так же, как ластик, которым вы убираете карандашную линию на бумаге. 06разуются резиновые катышки, по которым заблокированное колесо катится как по каткам. Обычно о начале юза можно судить по характерному писку скользящей по асфальту резины. Но, во-первых, он возникает только на сухом покрытии, а во-вторых, его легко спутать с встречающимся иногда писком в самом тормозном механизме. Другими косвенными признаками блокировки колес являются усилие на руле и увод автомобиля с траектории.

Кроме того сцепление зависит от состояния покрытия дороги и от того, насколько изношено колесо. Так, на мокром асфальте сцепление примерно в 2 раза меньше, а при гололеде — в 10 раз меньше чем на сухом асфальте. Соответственно уменьшается тормозная сила и увеличивается тормозной путь.

Во время торможения сила сцепления колес в продольном направлении используется почти полностью. Поэтому достаточно небольшой боковой силы, чтобы наступила потеря сцепления в боковом направлении. Эта потеря сцепления наступает раньше на задних колесах, которые при торможении разгружаются. Одновременно с началом юза может начаться занос задних колес. Выправить положение автомобиля можно рулем. Но для того, чтобы выравнивание автомобиля было эффективным, необходимо прекратить торможение. После выравнивания автомобиля можно снова продолжить торможение.
Классификация приемов торможения

Различают служебное, экстренное и аварийное торможение.

Служебное торможение (с интенсивностью замедления менее 3 м/с2) не связано с дефицитом времени для замедления или остановки автомобиля и в нормальных условиях движения является наиболее приемлемым, так как осуществляется в комфортной зоне отрицательных ускорений.

Экстренное торможение используется в критических ситуациях, связанных с дефицитом времени и расстояния. Оно реализует самое интенсивное замедление с учетом тормозных свойств автомобиля, а также возможностей водителя применить традиционные или нетрадиционные приемы в зависимости от коэффициента сцепления шин с дорогой и других внешних условий.

Аварийное торможение применяется при выходе из строя или отказе рабочей тормозной системы и во всех других случаях, когда эта система не позволяет добиться необходимого эффекта.
Импульсное торможение

К импульсному торможению относят два способа — прерывистый и ступенчатый.

Прерывистое торможение — периодическое нажатие на педаль тормоза и полное ее отпускание. Основной причиной, вынуждающей временно прекратить действие тормозных механизмов, является блокировка колес. Такой способ применяется на неровной дороге и там, где чередуются участки с разными коэффициентами сцепления, например асфальт со льдом, снегом и грязью. Перед наездом на неровность или скользкий участок следует полностью отпускать тормоз.

Эффективность прерывистого способа при экстренном торможении недостаточна, так как временное прекращение действия тормозов влияет на увеличение тормозного пути автомобиля.

Для экстренного торможения характерен ступенчатый способ, который внешне напоминает прерывистый, однако в отличие от прерывистого не имеет пассивной фазы, связанной с полным прекращением действия тормозных механизмов. Для него характерно последовательное увеличение каждого последующего усилия на тормозной педали, а также времени его приложения. Первое же нажатие на педаль должно быть предельно коротким и слабым. Перетормаживание в одном из импульсов ступенчатого торможения требует своей компенсации, которая проявляется в увеличении времени на разблокирование колес. Кроме того, торможение с многократно повторяемым кратковременным блокированием колес требует дополнительной компенсации устойчивости автомобиля с помощью руления.
Экстренное торможение

Появление в автомобиле ABS, ESP и других систем помощи водителю при торможении меняет наши представления о том, что же нужно делать во время экстренного торможения. Впрочем, для владельцев автомобилей, не оборудованных ABS, старые рецепты по-прежнему верны.

Интенсивность экстренного торможения ограничивается возможностями водителя (владением техническими приемами и способностью сохранять устойчивость и управляемость автомобиля), автомобиля (эффективностью тормозных систем, качеством шин) и внешними условиями (коэффициентом сцепления шин с дорогой, рельефом местности). Кроме снижения скорости экстренному торможению присущи и действия, позволяющие держать под контролем устойчивость и управляемость автомобиля.

Контроль за выполнением торможения на грани блокирования колес осуществляется с помощью так называемого «мышечного чувства». У разных водителей имеются значительные различия в возможностях корректировки мышечных усилий при экстренном торможении. Другим осложняющим фактором является «механизм страха», который может затормозить проявление даже автоматизированных двигательных навыков и нарушить координацию движений. Наиболее ярко выраженным проявлением «механизма страха» является торможение в критической ситуации при полностью заблокированных колесах. Необходимо подавление этого проявления рефлекторной деятельности в виде дозирования усилия в зависимости от скорости автомобиля, коэффициента сцепления, дорожного покрытия, геометрии движения.

В большинстве случаев применение экстренного торможения связано с эффектом полного или частичного кратковременного блокирования колес. Чаще всего блокирование возникает на задних колесах автомобиля, так как при торможении нагрузка в автомобиле перераспределяется по осям: передние колеса загружаются, а задние разгружаются. Поэтому многие автомобили имеют специальные регуляторы тормозных сил, ослабляющие действие задних тормозов на ненагруженном автомобиле.

Нетрадиционным способом торможения является боковое соскальзывание, которое может быть реализовано с заносом задней оси, со сносом всех осей или с вращением автомобиля. Для перевода автомобиля в критический занос задней оси используется моментное включение-выключение стояночного тормоза на дуге поворота или ударное включение пониженной передачи. Передние колёса при этом управляются (трение покоя), а задние — нет (трение скольжения, или «юз»). Для устойчивого торможения в заносе водитель использует компенсаторное руление и переменное дросселирование.

Прием «газ-тормоз» чрезвычайно эффективен на автомобилях с передним приводом и позволяет сохранить управляемость передних колес при интенсивном торможении рабочим тормозом, избежать блокирования управляемых колес, увеличить тормозное усилие. Торможение выполняется левой ногой, во время торможения правая нога продолжает дросселирование — открытый дроссель.
Торможение двигателем и переключение передач

Торможение двигателем не дает большого эффекта замедления в чистом виде, поэтому часто игнорируется водителями. Однако его значимость существенна при управлении автомобилем в условиях низкого коэффициента сцепления и позволяет повысить устойчивость и управляемость автомобиля, его стабильность при экстренных маневрах.

Безопасное управление автомобилем требует, чтобы любой прием торможения выполнялся комбинированным способом, т.е. при включенной передаче. Торможение на нейтральной передаче в нормальных условиях следует расценивать как легкомысленное действие, а в сложных условиях — как опасное. У некоторых начинающих водителей выработан рефлекс: начиная тормозить, обязательно выключать сцепление. В основе такой привычки лежит ученическая боязнь заглушить двигатель. Но двигатель глохнет при частоте вращения вала менее 500-700 об/мин. Этому режиму на прямой передаче соответствует скорость 13-15 км/ч, поэтому выключать сцепление следует практически перед самой остановкой автомобиля.

Прием «перегазовка» выполняется для уравнивания окружных скоростей вращения шестерен, входящих в зацепление. Такой прием помогает избежать рывка автомобиля и не спровоцировать занос на скользкой дороге и, кроме того, уменьшает износ синхронизаторов и увеличивает срок службы КПП. При этом правая стопа водителя осуществляет активное торможение рабочим тормозом, поэтому для выполнения перегазовки необходимо временно прекратить активное торможение или выполнить перегазовку носком (пяткой) правой стопы, не прерывая торможения.

Перегазовка при служебном торможении выполняется за три цикла: выключение повышающей передачи; пауза в нейтральном положении и перегазовка; включение понижающей передачи.

Экстренное торможение требует последовательного переключения передач вниз от прямой передачи до 2-й. Первая передача может включаться в аварийном режиме при отказе рабочей тормозной системы. В этом случае желательно сократить время на перегазовку и изменить структуру приема. Повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя достигается не отдельным нажатием на педаль управления подачей топлива, а замедленным выключением сцепления при открытом дросселе.

Для эффективного торможения при движении на 4-й передаче необходимо одновременно с началом торможения перейти на З-ю передачу. По мере замедления автомобиля, как только скорость снизится примерно до 70 км/ч, следует перейти на 2-ю передачу. Однако многое зависит и от состояния поверхности дороги — так, в гололед или в дождь следует учитывать максимальную тормозную силу по сцеплению и не превышать ее. Начинать торможение на большой скорости нужно без применения тормозов, только за счет торможения двигателем.

Для компенсации динамического удара, возникающего при включении понижающих передач, выполняется некоторая пробуксовка сцепления. При комбинированном торможении в случае необходимости экстренного замедления автомобиля переключение передач в нисходящем порядке осуществляется на максимальной частоте вращения коленчатого вала, а в отдельных случаях и на критической.

Способ переключения передачи может быть ударным или мягким. Последний способ гарантирует устойчивость автомобиля в сложных ситуациях движения, особенно при низком коэффициенте сцепления шин с дорогой, но требует высокого уровня мастерства. Почти одновременно выполняются четыре действия: правая рука переключает передачу, левая рука корректирует траекторию рулем, правая нога обеспечивает торможение и перегазовку, левая — выключение и включение сцепления.

Очень вредной является избирательность: на сухой дороге тормозить только рабочим тормозом, на скользкой — еще и мотором. Значительно безопаснее иметь выработанный навык смешанного торможения и применять его в любых условиях, чем создать себе стереотип «летнего» торможения и из-за имеющегося автоматизма применить его на льду или снегу.
Аварийное торможение

Аварийное торможение может осуществляться стояночным тормозом, а также нетрадиционными способами, в том числе и контактным способом с использованием естественных и искусственных препятствий.

В аварийной ситуации, когда все возможности совершения экстренного маневра были исчерпаны и/или произошел отказ тормозной системы, большинство водителей из-за неумения и стресса прекращают управление. Однако пассивная безопасность конструкции современного автомобиля позволяет существенно снизить тяжесть последствий ДТП за счет деформации сминаемых частей кузова, таких как крылья, бампера, багажник.

При этом важно выбрать направление контакта, чтобы избежать удара «в лоб», поскольку из всех силовых элементов кузова лонжероны имеют максимальную продольную жесткость, вылета на полосу встречного движения и опрокидывания. Как водителю, так и пассажирам необходимо уметь быстро принимать безопасную позу для снижения последствий удара.

Возможные проблемы

Невозможно одновременно выполнить резкое торможение (на юз) и маневрирование. Предположим, что автомобиль движется по прямой со скоростью 60 км/ч. Резкое торможение, а затем — поворот руля. Результат: автомобиль сохраняет прямолинейную траекторию. Передние колёса блокируются, а задние — нет (благодаря регулятору давления). Автомобиль неуправляем, но не вращается вокруг вертикальной оси. Если выполнить такую же последовательность действий, но в конце убрать ногу с тормоза, то происходит резкий рывок автомобиля в сторону поворота руля. При отпускании педали тормоза передние колёса сменили трение скольжения на трение покоя, «поймали» сцепление с дорогой, и автомобиль «среагировал» на вывернутый руль.
Если при резком торможении не успеть в конце выключить сцепление, то двигатель заглохнет, что в свою очередь приведет к выключению также вакуумного усилителя тормозов и гидроусилителя руля. В такой ситуации остается единственный выход: не выключая сцепления и оставаясь на той же передаче, на которой машина заглохла, продолжать торможение, продавливая педаль тормоза. При этом не стоит опасаться блокировки передних колес, поскольку усилие на педали тормоза будет непривычно большим и скорее всего будет недотормаживание. На повторный запуск времени просто нет, а вакуумные и гидравлические агрегаты придут в рабочее состояние только через пару секунд после запуска.
При контрастно меняющемся коэффициенте сцепления (лед-асфальт), целесообразно приурочить тормозное усилие к участку с благоприятными для торможения условиями.
При торможении на дорожном полотне с неровностями желательно прекращение торможения при их преодолении.
На длительном спуске возможен перегрев тормозов. Временное прекращение торможения позволяет сохранить оптимальный температурный режим рабочего тормоза автомобиля, а следовательно, и его эффективность.
Рекомендации
В нормальных условиях старайтесь тормозить плавно, регулируя силу нажатия на педаль тормоза в зависимости от скорости движения — чем ниже скорость, тем слабее давление на педаль.
Перед торможением посмотрите в зеркало заднего вида.
Выключайте сцепление только перед самой остановкой автомобиля.
В безопасных условиях (а лучше с инструктором) отработайте навыки: импульсного торможения; торможения двигателем; выполнения перегазовки.
Корректируйте траекторию движения автомобиля при торможении рулем. Для компенсации заноса задних колес, следует прекратить торможение, выправить траекторию автомобиля, после чего продолжать торможение.
Разгружайте переднюю подвеску в конце торможения перед препятствием. Если не удается полностью остановиться, перед самым препятствием нужно заставить себя отпустить педаль тормоза. Тогда удар придется по разгруженной подвеске, что уменьшит вероятность поломки. Водители с хорошей реакцией могут дополнительно разгрузить подвеску быстрым нажатием на акселератор в момент преодоления препятствия передними колесами

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

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

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

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

Калькулятор остановочного пути

Входные данные

Начальная скорость

v₀м/скм/чфут/смиля/ч

Время восприятия опасности водителем

t_hpс

Время реакции водителя

t_hrс

Уклон

σградус%

Движение вверх Движение вниз

Состояние дороги

—Сухой асфальтМокрый асфальтПокрытый снегом асфальтПокрытый льдом асфальт

или Коэффициент трения

μ

Тип привода тормозов

—ПневматическийГидравлический

или Время срабатывания тормозной системы

t_brlс

Выходные данные

Угол крутизны уклона θ= °

Замедление a= м/с²

Время торможения t_br= с

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

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

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

Тормозной путь S_br= м

Остановочный путь S_stop= м

Критический угол наклона для заданного коэффициента трения θ_crit= °

Критический уклон для заданного коэффициента трения σ_crit= %

Определения и формулы

Остановочный путь

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

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

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

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

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

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время реакции водителя

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

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

Расстояние, которое пройдет автомобиль во время срабатывания тормозной системы

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

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

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

Замедление

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

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

Тормозной путь автомобиля

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

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

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

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

или

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

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

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

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

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

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

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

или

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

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

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

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

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

Решая это уравнение относительно v, получаем:

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

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

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

Кинетическая энергия движущегося автомобиля E_k определяется формулой

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

Работа W_b, выполненная тормозной системой, определяется как

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

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

или

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

Время торможения

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

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

Движение вверх и вниз по уклону

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

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

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

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

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

или

Скатывающая составляющая силы тяжести:

Результирующая сила F_total, действующая на автомобиль на уклоне:

или

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

Подставляя ускорение в выведенную выше формулу тормозного пути, получаем:

Решая это уравнение для v_pre-braking, получим:

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

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

Уклон

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

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

Критический угол

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

или

или

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

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

Пример

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

Особые случаи

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

Литература

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

Силы действующие на автомобиль | Сумской автомобильный клуб

Источник

the-cars.ru

Независимо от того, движется автомобиль, или он неподвижен, на него действует сила тяжести (вес), направленная отвесно вниз. Сила тяжести прижимает колеса автомобиля к дороге. Равная ей и направленная вверх действует сила реакции дороги.

Равнодействующая этих сил размещена в центре тяжести. Распределение веса автомобиля по осям зависит от расположения центра тяжести. Чем ближе к одной или другой оси центр тяжести, тем большей будет нагрузка на эту ось.
На груженых легковых автомобилях нагрузка на оси распределяется поровну. Большое влияние на устойчивость и управляемость автомобиля имеет расположение центра тяжести. Чем выше центр тяжести, тем менее устойчивым будет автомобиль.

Если автомобиль находится на горизонтальной поверхности, то сила тяжести направлена отвесно вниз. На наклонной поверхности она раскладывается на две силы, одна из которых прижимает колеса к поверхности дороги, а другая стремится опрокинуть автомобиль.

Во время движения, кроме силы тяжести, на автомобиль действует и ряд других сил, на преодоление которых затрачивается мощность двигателя.

Сила инерции движения – величина, которая состоит из силы, необходимой для ускорения движения, и силы, необходимой для углового ускорения вращающихся частей автомобиля. Движение автомобиля возможно только при условии, что его колеса будут иметь достаточное сцепление с поверхностью дороги. Если сила сцепления будет недостаточной (меньше величины силы тяги ведущих колес), то колеса пробуксовывают.

Сила сцепления с дорогой  зависит от веса, приходящегося на колесо, от состояния покрытия дороги, давления воздуха в шинах и рисунка протектора.
Коэффициент сцепления зависит от вида покрытия дороги и от его состояния: наличие влаги, грязи, снега, льда.

№ п/п	Покрытие дороги	Коэффициент сцепления на сухой поверхности	Коэффициент сцепления на мокрой поверхности
1	Асфальтобетонное	0,70 — 0,80	0,30 — 0,40
2	Щебенчатое	0,60 — 0,70	0,30 — 0,40
3	Булыжное	0,50 — 0,60	0,30 — 0,35
4	Грунтовые дороги	0,50 — 0,60	0,30 — 0,40
5	Глина	0,50 — 0,60	0,20 — 0,40
6	Песок	0,50 — 0,60	0,40 — 0,50
7	Уплотненный снег	0,20 — 0,30	—
8	Обледенелая дорога	0,08 — 0,10	—

На дорогах с асфальтобетонным покрытием коэффициент сцепления резко уменьшается, если на поверхности имеется влажная грязь, пыль. В жаркую погоду на асфальте появляется маслянистая пленка из выступающего битума, которая снижает коэффициент сцепления.

Уменьшение коэффициента сцепления колес с дорогой наблюдается также при увеличении скорости движения на сухой дороге с асфальтобетонным покрытием с 30 до 60 км/час, коэффициент сцепления уменьшается на 0,15.
 

Сила сопротивления качению – сила, затрачиваемая на:

1. деформирование шины и дороги;
2. трение шины о дорогу;
3. трение в подшипниках ведущих колес.

Сила сопротивления воздуха – величина этой силы зависит от формы или обтекаемости автомобиля, относительной скорости движения и плотности воздуха.

Значение коэффициента лобового сопротивления и лобовая площадь определяется заводом-изготовителем. Изменение этих параметров может произойти из-за установки на кузове-кабине автомобиля разных вспомогательных устройств: дополнительное зеркало заднего вида, багажник на крыше автомобиля.В большинстве случаев это отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах автомобиля.
 

Установка на крыше автомобиля багажника и езда с ним без груза увеличивает силу сопротивления воздуха настолько, что расход топлива возрастает на 5% – 10%.

Особенно опасно изменение обтекаемости автомобиля при его движении. Если при движении автомобиля со скоростью более 80 км/час открыть, а затем захлопнуть боковую дверь, то весьма вероятна, даже на сухой дороге, потеря автомобилем курсовой устойчивости.

Сила сопротивления подъему – зависит от веса автомобиля и угла подъема.
Опрокидывающая сила – действует на автомобиль при торможении и разгоне.

Разгон, ускорение, накат, торможение.

Ускорением называется прирост скорости за единицу времени. Если мощность двигателя, затраченная на приведение во вращение ведущих колес автомобиля и преодоление сил трения больше, чем суммарная сила сопротивления движению, то автомобиль будет двигаться с ускорением, то есть разгоном. В этом случае можно говорить о том, что крутящий момент на двигателе будет увеличиваться, что и вызовет разгон автомобиля.

Во время движения накапливается определенный запас кинетической энергии и автомобиль приобретает инерцию. Благодаря инерции автомобиль может двигаться накатом. Это происходит тогда, когда двигатель отсоединяется от трансмиссии, а его дальнейшее движение происходит за счет кинетической энергии, накопленной при разгоне.

Торможение как вид изменения движения – это снижение скорости движения, которое может осуществляться по различным причинам и разными способами. Основными видами снижения скорости движения являются:
 

• Снижение скорости за счет потери инерции – при движении на подъеме, при движении накатом;
• Торможение двигателем – когда крутящий момент на двигателе уменьшается (убираем ногу с педали «Газ»), и при включенном сцеплении это вызывает снижение скорости движения автомобиля.
• Торможение тормозной системой – снижение скорости с использованием тормоза.

Устойчивость в движении.

Само понятие устойчивости или устойчивого движения автомобиля определяется его способностью сохранять постоянный контакт всех колес с дорогой при отсутствии бокового скольжения. Автомобиль может потерять устойчивость под действием центробежной и разворачивающей силы.

Центробежная сила – возникающая во время движения автомобиля на повороте и направленная  в сторону, противоположную приложенной центростремительной силы. Если центробежная сила не превышает центростремительную силу, то автомобиль движется по устоявшейся кривой поворота. Если же центробежная сила превышает центростремительную силу, то автомобиль выбрасывает с дороги по результирующему вектору, направленному от центра поворота.
 

Разворачивающая сила является следствием несоответствия силы инерции движения и коэффициенту сцепления колес с дорогой. В этом случае она будет направлена в сторону колес с меньшим коэффициентом сцепления, а рычагом разворота автомобиля будет его база. Центром вращения (разворота) будут колеса с большим коэффициентом сцепления.

Результатом действия этой силы будет возникновение бокового заноса автомобиля, а в некоторых случаях, кроме того бокового вращения.
 

В большинстве случаев скользят колеса заднего моста, но с этим можно и нужно бороться. Причинами возникновения бокового заноса чаще всего на скользкой дороге является разгон и торможение. Поэтому для предотвращения тяжелых последствий начинающегося заноса необходимо прекратить начатый разгон или торможение. Необходимо помнить, что при торможении ВСЕГДА задние колеса разгружаются, коэффициент их сцепления с дорогой уменьшается тем больше, чем сильнее мы тормозим! При таком торможении они более всего подвержены блокировке, а автомобиль начинает движение юзом (с заблокированными колесами). При движении юзом автомобиль ВСЕГДА становится неуправляемым, так как невозможно осуществить поворот не вращающимися управляемыми колесами, а при заблокированных колесах тормозной путь ВСЕГДА (в том числе и на сухой дороге) увеличивается!

Если не принять своевременных мер для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него он, как правило, переходит в неуправляемое боковое вращение. Это гораздо опаснее бокового заноса.

Для прекращения бокового заноса и вывода автомобиля из него нужно повернуть рулевое колесо в сторону заноса. Как только амплитуда заноса станет уменьшаться нужно плавно, опережающими действиями, вернуть рулевое колесо в нейтральное положение, а при необходимости, когда занос пойдет в обратную сторону, и в сторону, противоположную другой амплитуде заноса. Дополнительно:

• на заднеприводных автомобилях плавно уменьшить подачу топлива (плавно убрать ногу с педали «Газ»)
• на переднеприводных автомобилях наоборот, плавно увеличить подачу топлива.

Помимо бокового заноса в повороте на скользкой дороге может возникнуть боковое скольжение. Если при боковом заносе от прямолинейного движения уходит одна, как правило, задняя ось, то при боковом скольжении автомобиль уходит от траектории движения (кривой поворота) всем корпусом (всеми колесами). Да и причины возникновения бокового скольжения иные. Оно возникает тогда, когда водитель повернет управляемые колеса на угол больший, чем способен повернуть автомобиль при текущем коэффициенте сцепления и действующем крутящем моменте на колесах. Особенно ярко это проявляется в повороте с торможением. Для прекращения бокового скольжения необходимо увеличить траекторию движения, и плавно уменьшить подачу топлива.

Во всех случаях возникновения бокового заноса или бокового скольжения, для вывода автомобиля из этих ситуаций водитель должен пользоваться только рулем и педалью «Газ». Запомните: НИКОГДА не нажимать на педаль тормоза, как бы Вам этого не хотелось, не выключать сцепление, и не переключать передачи. Это ВСЕГДА только ухудшает ситуацию!
Влияние центробежной силы на движение автомобиля в повороте столь велико, что водитель просто обязан четко представлять, как действует эта сила на автомобиль. Она будет тем больше, чем больше будет скорость движения, и чем на больший угол будут повернуты управляемые колеса (когда траектория движения будет очень крутой).

Следовательно, влияние этой силы можно уменьшить, зная, чем она вызвана.

Для этого необходимо заблаговременно, до входа в поворот, уменьшить скорость движения до безопасной, а поворот проходить по более пологой кривой, уменьшив угол поворота управляемых колес.

При движении с прицепом нужно помнить о том, что на прицеп большее воздействие оказывает центростремительная, а не центробежная сила. Именно центростремительная сила перемещает прицеп к центру поворота.
Четкое представление водителем того, как поведет себя, управляемый им автомобиль в сложной ситуации, облегчает управление им, предотвращая ДТП.

Веб-сайт класса физики

Направление ускорения и скорости

Рассмотрим движение автомобиля Hot Wheels по наклонной поверхности, по ровному и прямому участку пути, по повороту на 180 градусов и, наконец, по последнему прямому участку пути. Такое движение изображено на анимации ниже. Автомобиль набирает скорость при движении по уклону, то есть ускоряется. На прямых участках пути автомобиль немного тормозит (за счет сил сопротивления воздуха).Опять же, машину можно было описать как ускоряющуюся. Наконец, на повороте на 180 градусов машина меняет направление; еще раз говорят, что автомобиль имеет ускорение из-за изменения направления. У ускоряющихся объектов изменяющаяся скорость — либо из-за изменения скорости (ускорение или замедление), либо из-за изменения направления.

Эта простая анимация выше отображает дополнительную информацию о движении автомобиля. Скорость и ускорение автомобиля показаны векторными стрелками.Направление этих стрелок отражает направление векторов скорости и ускорения. Обратите внимание, что вектор скорости всегда направлен в том же направлении, в котором движется машина. Автомобиль, движущийся на восток, можно описать как имеющий скорость на восток. А машина, движущаяся на запад, будет описана как имеющая западную скорость.

Направление вектора ускорения определить не так просто. Как показано на анимации, автомобиль, движущийся на восток, может иметь вектор ускорения, направленный на запад.А машина, движущаяся на запад, может иметь вектор ускорения, направленный на восток. Так как же определить направление вектора ускорения? Простое эмпирическое правило для определения направления ускорения состоит в том, что объект, который замедляется, будет иметь ускорение, направленное в направлении, противоположном его движению. Применение этого эмпирического правила привело бы нас к выводу, что движущийся на восток автомобиль может иметь вектор ускорения, направленный на запад, если автомобиль замедляется.

Будьте осторожны при обсуждении направления ускорения объекта; сбавьте скорость, подумайте и воспользуйтесь эмпирическим правилом .

---

Для получения дополнительной информации о физических описаниях движения посетите The Physics Classroom Tutorial. Подробная информация доступна по следующим темам:

Векторы и скаляры

Скорость и скорость

Ускорение

Описание движения с помощью векторных диаграмм

Движение вдоль наклонных плоскостей

Разгон

Последняя математическая величина, обсуждаемая в Уроке 1, — это ускорение.Часто путают, что ускорение имеет значение, сильно отличающееся от значения, которое ассоциируется с ним спортивными комментаторами и другими людьми. Определение ускорения:

• Ускорение — это векторная величина, которая определяется как скорость, с которой объект изменяет свою скорость. Объект ускоряется, если он меняет свою скорость.

Спортивные комментаторы иногда говорят, что человек ускоряется, если он / она быстро движется.И все же ускорение не имеет ничего общего с быстрым движением. Человек может двигаться очень быстро, но при этом не ускоряться. Ускорение связано с изменением скорости движения объекта. Если объект не меняет свою скорость, значит, он не ускоряется. Данные справа представляют движущийся на север ускоряющийся объект. Скорость меняется с течением времени. Фактически, скорость изменяется на постоянную величину — 10 м / с — каждую секунду. Каждый раз, когда скорость объекта изменяется, объект считается ускоряющимся; у него есть ускорение.

Значение постоянного ускорения

Иногда ускоряющийся объект меняет свою скорость на одну и ту же величину каждую секунду. Как упоминалось в предыдущем абзаце, приведенная выше таблица данных показывает, что объект меняет свою скорость на 10 м / с каждую последующую секунду. Это называется постоянным ускорением, поскольку скорость изменяется на постоянную величину каждую секунду. Не следует путать объект с постоянным ускорением с объектом с постоянной скоростью.Не дайте себя обмануть! Если объект меняет свою скорость — на постоянную или переменную величину — то это ускоряющийся объект. И объект с постоянной скоростью не ускоряется. Приведенные ниже таблицы данных отображают движения объектов с постоянным ускорением и изменяющимся ускорением. Обратите внимание, что каждый объект имеет изменяющуюся скорость.

Поскольку ускоряющиеся объекты постоянно меняют свою скорость, можно сказать, что пройденное расстояние / время не является постоянной величиной.Например, падающий объект обычно ускоряется при падении. Если бы мы наблюдали движение свободно падающего объекта (движение свободного падения будет подробно обсуждено позже), мы бы заметили, что объект имеет среднюю скорость примерно 5 м / с в первую секунду, примерно 15 м / с. во второй секунде примерно 25 м / с в третью секунду, примерно 35 м / с в четвертую секунду и т. д. Наш свободно падающий объект будет постоянно ускоряться. Учитывая эти средние значения скорости в течение каждого последовательного временного интервала в 1 секунду, мы могли бы сказать, что объект упадет на 5 метров в первую секунду, 15 метров во вторую секунду (для общего расстояния 20 метров), 25 метров в третью. второй (для общей дистанции 45 метров), 35 метров в четвертой секунде (для общей дистанции 80 метров через четыре секунды).Эти числа приведены в таблице ниже.

Время Интервал	Изменение скорости В течение интервала	пр. Скорость В течение интервала	Пройденное расстояние В течение интервала	Общее пройденное расстояние с От 0 с до конца интервала
0 — 1.0 с	от 0 до ~ 10 м / с	~ 5 м / с	~ 5 м	~ 5 м
1,0 — 2,0 с	~ 10-20 м / с	~ 15 м / с	~ 15 м	~ 20 м
2,0 — 3,0 с	~ от 20 до 30 м / с	~ 25 м / с	~ 25 м	~ 45 м
3,0 — 4.0 с	~ 30-40 м / с	~ 35 м / с	~ 35 м	~ 80 м

Примечание. Используемый здесь символ ~ означает приблизительно.

Это обсуждение показывает, что свободно падающий объект, который ускоряется с постоянной скоростью, будет преодолевать разные расстояния за каждую последующую секунду. Дальнейший анализ первого и последнего столбцов приведенных выше данных показывает, что существует квадратная зависимость между общим пройденным расстоянием и временем путешествия для объекта, начинающегося из состояния покоя и движущегося с постоянным ускорением.2) расстояние; расстояние, пройденное за четыре секунды, в 16 раз превышает расстояние, пройденное за одну секунду. Для объектов с постоянным ускорением расстояние перемещения прямо пропорционально квадрату времени перемещения.

Расчет среднего ускорения

Среднее ускорение (a) любого объекта за заданный интервал времени (t) может быть вычислено с помощью уравнения

Это уравнение можно использовать для расчета ускорения объекта, движение которого представлено приведенной выше таблицей данных скорость-время.Данные скорости-времени в таблице показывают, что объект имеет ускорение 10 м / с / с. Расчет показан ниже.

Значения ускорения выражаются в единицах скорости / времени. К типичным единицам ускорения относятся следующие:

м / с / с
миль / час / с
км / час / с
м / с ²

Эти устройства могут показаться немного неудобными для начинающего студента-физика. Тем не менее, это очень разумные единицы, когда вы начинаете рассматривать определение и уравнение для ускорения.Причина появления единиц становится очевидной после изучения уравнения ускорения.

Поскольку ускорение — это изменение скорости с течением времени, единицы измерения ускорения — это единицы скорости, деленные на единицы времени, то есть (м / с) / с или (миль / час) / с. Единицу измерения (м / с) / с можно математически упростить до м / с ² .

Направление вектора ускорения

Поскольку ускорение является векторной величиной, с ним связано направление.Направление вектора ускорения зависит от двух вещей:

• , ускоряется или замедляется объект
• , движется ли объект в + или — направлении

Общий принцип определения ускорения:

Если объект замедляется, то его ускорение происходит в направлении, противоположном его движению.

Этот общий принцип может применяться для определения того, является ли знак ускорения объекта положительным или отрицательным, вправо или влево, вверх или вниз и т. Д.Рассмотрим две таблицы данных ниже. В каждом случае ускорение объекта происходит в положительном направлении . В Примере A объект движется в положительном направлении (т. Е. Имеет положительную скорость ) и ускоряется. Когда объект ускоряется, ускорение совпадает с направлением скорости. Таким образом, этот объект имеет положительное ускорение. В примере B объект движется в отрицательном направлении (т. Е. Имеет отрицательную скорость) и замедляется.Согласно нашему общему принципу, когда объект замедляется, ускорение происходит в направлении, противоположном скорости. Таким образом, этот объект также имеет положительное ускорение.

Тот же самый общий принцип может быть применен к движению объектов, представленных в двух таблицах данных ниже. В каждом случае ускорение объекта происходит в отрицательном направлении . В примере C объект движется в положительном направлении (т.е.е., имеет положительную скорость ) и замедляется. Согласно нашему принципу, когда объект замедляется, ускорение происходит в направлении, противоположном скорости. Таким образом, этот объект имеет отрицательное ускорение. В Примере D объект движется в отрицательном направлении (т. Е. Имеет отрицательную скорость ) и ускоряется. Когда объект ускоряется, ускорение совпадает с направлением скорости. Таким образом, этот объект также имеет отрицательное ускорение.

Обратите внимание на использование положительных и отрицательных слов в приведенном выше обсуждении (Примеры A — D). В физике использование положительного и отрицательного всегда имеет физический смысл. Это больше, чем просто математический символ. Положительное и отрицательное, используемые здесь для описания скорости и ускорения движущегося объекта, описывают направление. И скорость, и ускорение являются векторными величинами, и полное описание количества требует использования прилагательного направленного действия.Север, юг, восток, запад, вправо, влево, вверх и вниз — все прилагательные направленного действия. Физика часто заимствует из математики и использует символы + и — как направленные прилагательные. В соответствии с математическим соглашением, используемым в числовых линиях и графиках, положительное значение часто означает вправо или вверх, а отрицательное — влево или вниз. Таким образом, сказать, что объект имеет отрицательное ускорение, как в примерах C и D, означает просто сказать, что его ускорение идет влево или вниз (или в любом направлении, определенном как отрицательное).Отрицательные ускорения не относятся к значениям ускорения, которые меньше 0. Ускорение -2 м / с / с — это ускорение с величиной 2 м / с / с, которое направлено в отрицательном направлении.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Name That Motion Interactive.Он находится в разделе «Интерактивная физика» и позволяет учащемуся применять концепции скорости, скорости и ускорения.

Проверьте свое понимание

Чтобы проверить свое понимание концепции ускорения, рассмотрите следующие проблемы и соответствующие решения. Используйте уравнение ускорения, чтобы определить ускорение для следующих двух движений.

разгон | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определение и различие между мгновенным ускорением, средним ускорением и замедлением.
• Рассчитайте ускорение с учетом начального времени, начальной скорости, конечного времени и конечной скорости.

Рис. 1. Самолет замедляется или замедляется при заходе на посадку в Сен-Мартене. Его ускорение противоположно его скорости. (Источник: Стив Конри, Flickr)

В повседневном разговоре ускорять означает ускоряться. Фактически, ускоритель в автомобиле может заставить его разогнаться. Чем больше ускорение , тем больше изменение скорости за заданный промежуток времени.Формальное определение ускорения согласуется с этими понятиями, но является более всеобъемлющим.

Среднее ускорение

Среднее ускорение — это скорость, с которой изменяется скорость ,

[латекс] \ bar {a} = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = \ frac {{v} _ {f} — {v} _ {0}} {{t} _ {f} — {t} _ {0}} [/ latex]

, где [latex] \ bar {a} [/ latex] — среднее ускорение, v — скорость, а t — время.(Полоса над и означает среднее ускорение .)

Поскольку ускорение — это скорость в м / с, деленная на время в секундах, единицы СИ для ускорения: м / с ² , квадратные метры в секунду или метры в секунду в секунду, что буквально означает, сколько метров в секунду скорость меняется каждую секунду.

Напомним, что скорость — это вектор, у нее есть величина и направление. Это означает, что изменение скорости может быть изменением величины (или скорости), но это также может быть изменение в направлении .Например, если автомобиль поворачивает с постоянной скоростью, он ускоряется, потому что его направление меняется. Чем быстрее вы поворачиваете, тем больше ускорение. Таким образом, ускорение возникает, когда скорость изменяется либо по величине (увеличение или уменьшение скорости), либо по направлению, либо по обоим направлениям.

Ускорение как вектор

Ускорение — это вектор в том же направлении, что и , изменение скорости , Δ v . Поскольку скорость — это вектор, она может меняться по величине или по направлению.Таким образом, ускорение — это изменение скорости или направления, либо и того, и другого.

Имейте в виду, что хотя ускорение происходит в направлении изменения скорости , оно не всегда происходит в направлении движения . Когда объект замедляется, его ускорение противоположно направлению его движения. Это известно как замедление .

Мгновенное ускорение

Мгновенное ускорение a , или ускорение в определенный момент времени , получается с помощью того же процесса, который обсуждался для мгновенной скорости во времени, скорости и скорости, то есть путем рассмотрения бесконечно малого интервала время.Как найти мгновенное ускорение, используя только алгебру? Ответ заключается в том, что мы выбираем среднее ускорение, которое представляет движение. На рисунке 6 показаны графики мгновенного ускорения в зависимости от времени для двух очень разных движений. На Рисунке 6 (а) ускорение немного меняется, и среднее значение за весь интервал почти такое же, как мгновенное ускорение в любой момент времени. В этом случае мы должны рассматривать это движение, как если бы оно имело постоянное ускорение, равное среднему (в данном случае около 1.8 м / с ² ). На рисунке 6 (b) ускорение резко меняется со временем. В таких ситуациях лучше всего рассматривать меньшие временные интервалы и выбирать для каждого среднее ускорение. Например, мы можем рассматривать движение во временных интервалах от 0 до 1,0 с и от 1,0 до 3,0 с как отдельные движения с ускорениями +3,0 м / с ² и –2,0 м / с ² соответственно.

В следующих нескольких примерах рассматривается движение поезда метро, ​​показанного на рисунке 7.В (а) волан движется вправо, а в (б) — влево. Примеры призваны дополнительно проиллюстрировать аспекты движения и проиллюстрировать некоторые рассуждения, которые используются при решении проблем.

Пример 2. Расчет смещения: поезд метро

Каковы величина и знак смещений при движении поезда метро, ​​показанных в частях (а) и (b) рисунка 7?

Стратегия

Чертеж с системой координат уже предоставлен, поэтому нам не нужно делать эскиз, но мы должны проанализировать его, чтобы убедиться, что мы понимаем, что он показывает.Обратите особое внимание на систему координат. Чтобы найти смещение, мы используем уравнение Δ x = x _f — x ₀ . Это просто, поскольку даны начальная и конечная позиции.

Решение

1. Определите известные. На рисунке мы видим, что x _f = 6,70 км и x ₀ = 4,70 км для части (a), а x ′ _f = 3,75 км и x ′ ₀ = 5.25 км по части (б).

2. Найдите смещение в части (а).

[латекс] \ Delta x = {x} _ {f} — {x} _ {0} = 6,70 \ text {km} -4,70 \ text {km} = \ text {+} 2,00 \ text {km} [ / латекс]

3. Найдите смещение в части (b).

[латекс] \ Delta x ′ = {x ′} _ {f} — {x ′} _ {0} = \ text {3,75 км} — \ text {5,25 км} = — \ text {1,50 км} [/ латекс]

Обсуждение

Направление движения в (a) — вправо, и поэтому его смещение имеет положительный знак, тогда как движение в (b) — влево и, следовательно, имеет отрицательный знак.

Пример 3. Сравнение пройденного расстояния и перемещения: поезд метро

Какие расстояния преодолеваются за движения, показанные в частях (a) и (b) поезда метро на Рисунке 7?

Стратегия

Чтобы ответить на этот вопрос, подумайте об определениях расстояния и пройденного расстояния и о том, как они связаны с перемещением. Расстояние между двумя положениями определяется как величина смещения, которая была найдена в Примере 1.Пройденное расстояние — это общая длина пути, пройденного между двумя позициями. (См. Смещение.) В случае поезда метро, ​​показанного на рисунке 7, пройденное расстояние равно расстоянию между начальным и конечным положениями поезда.

Решение

1. Смещение для части (а) составило +2,00 км. Таким образом, расстояние между начальной и конечной позициями составило 2,00 км, а пройденное расстояние — 2,00 км.

2. Смещение для части (b) было -1.5 км. Таким образом, расстояние между начальной и конечной позициями составляло 1,50 км, а пройденное расстояние — 1,50 км.

Обсуждение

Расстояние — скаляр. У него есть величина, но нет знака, указывающего направление.

Пример 4. Расчет ускорения: поезд метро набирает скорость

Предположим, поезд на Рисунке 7 (a) ускоряется из состояния покоя до 30,0 км / ч за первые 20,0 с своего движения. Каково его среднее ускорение за этот промежуток времени?

Стратегия

Здесь стоит сделать простой набросок:

Решение

1.Определите известные. v ₀ = 0 (поезда запускаются в состоянии покоя), v _f = 30,0 км / ч, а Δ t = 20,0 с.

2. Вычислить Δ v . Поскольку поезд трогается с места, его скорость изменяется на [latex] \ Delta v \ text {=} \ text {+} \ text {30,0 км / ч} [/ latex], где знак плюса означает скорость вправо. .

3. Подставьте известные значения и решите неизвестное, [latex] \ bar {a} [/ latex].

[латекс] \ bar {a} = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = \ frac {+ \ text {30.{2} [/ латекс]

Обсуждение

Знак плюс означает, что ускорение направо. Это разумно, потому что поезд стартует из состояния покоя и заканчивает со скоростью вправо (тоже положительной). Таким образом, ускорение происходит в том же направлении, что и , изменяя скорость на , как всегда.

Пример 5. Расчет ускорения: замедление поезда метро

Теперь предположим, что в конце поездки поезд на Рисунке 7 (а) замедляется до остановки со скорости 30.0 км / ч за 8.00 с. Какое у него среднее ускорение при остановке?

Стратегия

Решение

1. Определите известные. v ₀ = 30,0 км / ч, v _f = 0 км / ч (поезд остановлен, поэтому его скорость равна 0), и Δ t = 8,00 с.

2. Найдите изменение скорости Δ v .

Δ v = v _f — v ₀ = 0 — 30.{2} \ text {.} [/ Latex]

Обсуждение

Знак минус указывает на то, что ускорение происходит влево. Этот знак разумен, потому что поезд изначально имеет положительную скорость в этой задаче, а отрицательное ускорение будет препятствовать движению. Опять же, ускорение происходит в том же направлении, что и , изменяет скорость на , которая здесь отрицательна. Это ускорение можно назвать замедлением, потому что оно имеет направление, противоположное скорости.

Графики положения, скорости и ускорения отВремя для поездов в Примере 4 и Примере 5 показано на Рисунке 10. (Мы приняли скорость постоянной от 20 до 40 с, после чего поезд замедляется.)

Пример 6. Расчет средней скорости: поезд метро

Какова средняя скорость поезда в части b примера 2, снова показанной ниже, если поездка занимает 5,00 минут?

Стратегия

Средняя скорость — это смещение, разделенное на время. Здесь он будет отрицательным, так как поезд движется влево и имеет отрицательное смещение.

Решение

1. Определите известные. x ′ _f = 3,75 км, x ′ ₀ = 5,25 км, Δ t = 5,00 мин.

2. Определите смещение Δ x ′. В примере 2 мы обнаружили, что Δ x ′ составляет −1,5 км.

3. Найдите среднюю скорость.

[латекс] \ bar {v} = \ frac {\ Delta x ′} {\ Delta t} = \ frac {- \ text {1,50 км}} {\ text {5,00 мин}} [/ latex]

4. Перевести единицы.

[латекс] \ bar {v} = \ frac {\ Delta x ′} {\ Delta t} = \ left (\ frac {-1 \ text {.} \ text {50 км}} {5 \ text {.} \ text {00 min}} \ right) \ left (\ frac {\ text {60 min}} {1 h} \ right) = — \ text { 18} \ text {.0 км / ч} [/ latex]

Обсуждение

Отрицательная скорость указывает на движение влево.

Пример 7. Расчет замедления: поезд метро

Наконец, предположим, что поезд на Рисунке 2 замедляется до остановки со скорости 20,0 км / ч за 10,0 с. Какое у него среднее ускорение?

Стратегия

Еще раз нарисуем набросок:

Как и раньше, мы должны найти изменение скорости и изменение во времени, чтобы вычислить среднее ускорение.

Решение

1. Определите известные. v ₀ = −20 км / ч, v _f = 0 км / ч, Δ t = 10,0 с.

2. Вычислить Δ v . Изменение скорости здесь действительно положительное, так как

[латекс] \ Delta v = {v} _ {f} — {v} _ {0} = 0- \ left (- \ text {20 км / ч} \ right) \ text {=} \ phantom {\ правило {0.25} {0ex}} \ text {+} \ text {20 км / ч} [/ latex]

3. Решите для [латекс] \ bar {a} [/ latex].

[латекс] \ bar {a} = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = \ frac {+ \ text {20} \ text {.{2} [/ латекс]

Обсуждение

Знак плюс означает, что ускорение направо. Это разумно, потому что у поезда изначально отрицательная скорость (слева) в этой задаче, а положительное ускорение противодействует движению (то есть справа). Опять же, ускорение происходит в том же направлении, что и изменение скорости на , что здесь положительно. Как и в примере 5, это ускорение можно назвать замедлением, поскольку оно происходит в направлении, противоположном скорости.

Возможно, самое важное, что нужно отметить в этих примерах, — это знаки ответов. В выбранной нами системе координат плюс означает, что величина находится справа, а минус — слева. Это легко представить для смещения и скорости. Но для разгона это немного менее очевидно. Большинство людей интерпретируют отрицательное ускорение как замедление объекта. Этого не было в Примере 2, где положительное ускорение замедляло отрицательную скорость. Ключевым отличием было то, что ускорение происходило в направлении, противоположном скорости.Фактически, отрицательное ускорение увеличит отрицательную скорость. Например, поезд, движущийся влево на рисунке 11, ускоряется за счет ускорения влево. В этом случае и v , и a отрицательны. Знаки плюс и минус указывают направления ускорений. Если ускорение имеет тот же знак, что и изменение скорости, объект ускоряется. Если ускорение имеет знак, противоположный изменению скорости, объект замедляется.

Проверьте свое понимание

Самолет приземляется на взлетно-посадочной полосе, летящей на восток.Опишите его ускорение.

Решение

Если мы примем восток за положительное значение, тогда самолет будет иметь отрицательное ускорение, поскольку он ускоряется на запад. Он также замедляется: его ускорение противоположно его скорости.

Исследования PhET: моделирование движущегося человека

Узнайте о графиках положения, скорости и ускорения. Перемещайте человечка взад и вперед с помощью мыши и наметьте его движение. Задайте положение, скорость или ускорение и позвольте симуляции перемещать человека за вас.

Щелкните, чтобы загрузить симуляцию. Запускать на Java.

Краткое содержание раздела

Концептуальные вопросы

1. Возможно ли, чтобы скорость оставалась постоянной при ненулевом ускорении? Приведите пример такой ситуации.

2. Возможно ли, чтобы скорость была постоянной, если ускорение не равно нулю? Объяснять.

3. Приведите пример, в котором скорость равна нулю, а ускорение — нет.

4. Если поезд метро движется влево (имеет отрицательную скорость), а затем останавливается, в каком направлении он ускоряется? Ускорение положительное или отрицательное?

5.Знаки плюс и минус используются в одномерном движении для обозначения направления. Каков знак ускорения, уменьшающего величину отрицательной скорости? Положительной скорости?

Задачи и упражнения

1. Гепард может разогнаться от состояния покоя до скорости 30,0 м / с за 7,00 с. Какое у него ускорение?

2. Профессиональное приложение. Доктор Джон Пол Стапп был офицером ВВС США, изучавшим влияние экстремального замедления на человеческое тело.10 декабря 1954 года Стапп ездил на ракетных санях, разгоняясь из состояния покоя до максимальной скорости 282 м / с (1015 км / ч) за 5,00 с, и был резко остановлен всего за 1,40 с! Вычислите его (а) ускорение и (б) замедление. Выразите каждое значение кратным г (9,80 м / с ² ), взяв его отношение к ускорению свободного падения.

3. Пассажир выезжает на машине задним ходом из гаража с ускорением 1,40 м / с ² . (a) Сколько времени ему нужно, чтобы набрать скорость 2.00 м / с? (b) Если она затем тормозит до остановки за 0,800 с, каково ее замедление?

4. Предположим, что межконтинентальная баллистическая ракета переходит из состояния покоя в суборбитальную скорость 6,50 км / с за 60,0 с (фактическая скорость и время засекречены). Каково его среднее ускорение в м / с ² и кратное g (9,80 м / с ² ).

Глоссарий

ускорение:

скорость изменения скорости; изменение скорости с течением времени

среднее ускорение:

изменение скорости, деленное на время, в течение которого оно изменяется

мгновенное ускорение:

ускорение в определенный момент времени

замедление:

ускорение в направлении, противоположном скорости; ускорение, которое приводит к уменьшению скорости

Избранные решения проблем и упражнения

1.4,29 м / с ²

3. (а) 1,43 с (б) -2,50 м / с ²

3.1 Разгон | Texas Gateway

Определение ускорения

В этой главе мы будем использовать следующие термины: время , смещение , скорость и ускорение . Напомним, что у каждого из этих терминов есть обозначенная переменная и единица измерения СИ следующим образом:

• Время: t , измеряется в секундах (с)
• Смещение: Δ d , измеряется в метрах (м)
• Скорость: v , измеряется в метрах в секунду (м / с)
• Ускорение: a , измеряется в метрах в секунду в секунду (м / с ² , также называется метрами в секунду в квадрате)
• Также обратите внимание на следующее:
  • Δ означает изменение на в
  • Нижний индекс 0 относится к начальному значению; иногда индекс i используется для обозначения начального значения.
  • Нижний индекс f относится к окончательному значению
  • Полоса над символом, например ¯a¯, означает в среднем

Ускорение — это изменение скорости, деленное на период времени, в течение которого это изменение происходит. В системе СИ единицами измерения скорости являются м / с, а единицей СИ для времени — с, поэтому единицами СИ для ускорения являются м / с ² . Среднее ускорение составляет

. a¯ = ΔvΔt = vf − v0tf − t0.a¯ = ΔvΔt = vf − v0tf − t0.

Среднее ускорение отличается от мгновенного ускорения, которое представляет собой ускорение в определенный момент времени.Величина ускорения часто не постоянна во времени. Например, бегуны, участвующие в гонке, ускоряются в первую секунду гонки с большей скоростью, чем в последующие секунды. Вам не нужно постоянно знать все мгновенные ускорения, чтобы рассчитать среднее ускорение. Все, что вам нужно знать, это изменение скорости (то есть конечная скорость минус начальная скорость) и изменение во времени (то есть конечное время минус начальное время), как показано в формуле. Обратите внимание, что среднее ускорение может быть положительным, отрицательным или нулевым.Отрицательное ускорение — это просто ускорение в отрицательном направлении.

Имейте в виду, что хотя ускорение указывает в том же направлении, что и , изменение скорости на , это не всегда в направлении самой скорости. Когда объект замедляется, его ускорение противоположно направлению его скорости. На обыденном языке это называется замедлением; но в физике это ускорение, направление которого противоположно направлению скорости. А пока предположим, что движение вправо по оси x составляет положительных , а движение влево — отрицательных .

На рис. 3.2 показан автомобиль с положительным ускорением в (a) и отрицательным ускорением в (b). Стрелки представляют собой векторы, показывающие направление и величину скорости и ускорения.

Рис. 3.2 Автомобиль ускоряется на (a) и замедляется на (b).

Скорость и ускорение являются векторными величинами. Напомним, что векторы имеют как величину, так и направление. Объект, движущийся с постоянной скоростью — следовательно, не имеющий ускорения — действительно ускоряется, если он меняет направление.Итак, поворот рулевого колеса движущегося автомобиля заставляет автомобиль ускоряться, потому что скорость меняет направление.

Virtual Physics

The Moving Man

С помощью этой анимации на рисунке 3.3 вы можете создать как вариации ускорения, так и скорости, показанные на рисунке 3.2, а также еще несколько вариаций. Изменяйте скорость и ускорение, перемещая красный и зеленый маркеры по шкале. Удержание маркера скорости около нуля сделает эффект ускорения более очевидным.Попробуйте изменить ускорение с положительного на отрицательное, пока мужчина движется. Мы вернемся к этой анимации и посмотрим на представление Charts , когда будем изучать графическое представление движения.

Проверка захвата

Какая часть (a) или (b) представлена, когда вектор скорости находится на положительной стороне шкалы, а вектор ускорения установлен на отрицательной стороне шкалы? Как выглядит движение автомобиля для данного сценария?

1. Часть (а).Автомобиль замедляется, потому что векторы ускорения и скорости действуют в противоположном направлении.
2. Часть (а). Автомобиль ускоряется, потому что векторы ускорения и скорости действуют в одном направлении.
3. Часть (б). Автомобиль замедляется, потому что векторы ускорения и скорости действуют в противоположных направлениях.
4. Часть (б). Автомобиль ускоряется, потому что векторы ускорения и скорости действуют в одном направлении.

Кинематика

— скорость в зависимости от ускорения

Кинематика — скорость в зависимости от ускорения

---

Глава 2 Цели]

BHS -> Физика -> Механика -> Кинематика -> эта страница

---

Скорость и ускорение

Понятия скорости и ускорения взаимосвязаны, но они связаны неправильно в сознании многих людей. Много люди думают, что если объект имеет большую скорость, он должен иметь большое ускорение — если у него небольшая скорость, у него должно быть небольшое ускорение — если его скорость равна нулю, его ускорение должно быть ноль тоже. ЭТО НЕПРАВИЛЬНО !!

Ускорение — это скорость изменения скорости, что означает это ускорение говорит вам , насколько быстро скорость меняется. Большое ускорение говорит о том, что скорость равна быстро меняется — небольшое ускорение говорит вам, что скорость меняется медленно — нулевое ускорение говорит о том, что скорость вообще не меняется.

Acceleration сообщает вам, как изменяется скорость, но не сообщает какая скорость! Объект может иметь большую скорость и небольшое (или нулевое) ускорение — и наоборот.

Ускорение и замедление

Многие люди также ошибочно полагают, что «положительный ускорение означает ускорение, отрицательное ускорение означает замедление вниз. «Извините! Изучая примеры Из расчета ускорений можно сделать вывод, что:

• Если скорость и ускорение в одном направлении (оба имеют одинаковый знак — оба положительные или оба отрицательные) объект ускоряется.
• Если скорость и ускорение противоположны (у них противоположные знаки), объект замедляется.

---

Цели главы 2]

BHS -> Физика -> Механика -> Кинематика -> эта страница

---

, последнее обновление 31 августа 2009 г., автор: JL Stanbrough

3.1 Ускорение — Физика | OpenStax

Teacher Support

[BL] Просмотрите определения терминов: раз , смещение , скорость и ускорение .Обратите внимание на то, что переменные, обычно используемые для представления этих величин, являются первыми буквами соответствующего термина.

[OL] Убедитесь, что учащиеся знают единицы СИ, в которых выражаются время, смещение, скорость и ускорение. Обратите внимание, что это некоторые из семи базовых единиц метрической системы. Объясните, что преобразование в базовые единицы — хороший первый шаг при вычислении этих величин. Объясните значение секунд в квадрате в знаменателе единиц ускорения.

[AL] Просмотрите все основные единицы метрической системы. Объясните, как эти единицы взаимосвязаны. Например, покажите, как длина определяется временем.

[BL] [OL] Используйте уравнение a¯ = ΔvΔt = vf − v0tf − t0a¯ = ΔvΔt = vf − v0tf − t0, чтобы подчеркнуть взаимосвязь между Δ и индексами f и 0. Различайте постоянное и переменное ускорение. Здесь может быть путаница, особенно в случае увеличения ускорения. Убедитесь, что учащиеся понимают, что слово замедление не используется в физике и что ускорение может быть положительным или отрицательным.

[AL] Посмотрите, могут ли учащиеся использовать понятие ускорения, чтобы понять запутанные утверждения, такие как «уменьшение скорости увеличения». Например, используйте концепцию ускорения, чтобы проанализировать высказывание «темпы роста затрат на здравоохранение снижаются». Если увеличение стоимости определяется как положительное, то ускорение затрат на здравоохранение будет отрицательным.

[OL] Стрелка ускорения, указывающая напротив стрелки скорости, может сбивать с толку.Объясните, что стрелка ускорения указывает в направлении, противоположном скорости, потому что скорость становится меньше, то есть стрелка скорости становится короче.

Хантер Колледж

Информация Пожалуйста, дважды проверьте веб-адрес или воспользуйтесь функцией поиска на этой странице, чтобы найти то, что вы ищете. Если вы уверены, что имеете правильный веб-адрес, но столкнулись с ошибкой, пожалуйста, связаться с администрацией сайта. Спасибо. Возможно, вы искали… Файлы-hw-2014 на глаз 29 янв 2015 г., 14:10 Содержит файлы Могу ли я загрузить сразу несколько изображений / файлов? по mesmi, 5 мая 2011 г., 16:11 Файлы по двоге, 01 июля 2009 г., 11:55 Что такое репозиторий и как им пользоваться? по mesmi, 5 мая 2011 г., 15:50 Загрузка нескольких файлов по vswann, 19 августа 2008 г., 16:48 Файлы по запросу Забар шолларами, 07 марта 2014 г., 15:38 Каков максимальный размер загружаемых изображений и других файлов? по mesmi, 5 мая 2011 г. 16:08 Сборник фактов за 2013 год по акадинску, 18 нояб.2013 г. 16:54 Сборник HTML-файлов из сборника фактов за 2013 год Репозиторий по cfeng, 05 ноя 2012, 14:35 Специальное место для «двоичных объектов», таких как файлы PDF, офисные документы, изображения и другие типы файлов. Share This Story, Choose Your Platform! FacebookTwitterLinkedInRedditWhatsappGoogle+TumblrPinterestVkEmail Related Posts Приставки рос рас роз рас рос: Ошибка 403 — доступ запрещён Приставки рос рас роз рас рос: Ошибка 403 — доступ запрещён 2 х 5 9: решите уравнение 2(x-5)=9 — Школьные Знания.com 2 х 5 9: решите уравнение 2(x-5)=9 — Школьные Знания.com В прямоугольнике abcd диагональ bd в два раза больше стороны cd: Помогите) Очень нужно!в прямоугольнике ABCD диагональ BD в два раза больше стороны CD. Найдите периметр треугольника COD(в см),если расстояние от точки О пересечения диагоналей прямоугольника до сторо… В прямоугольнике abcd диагональ bd в два раза больше стороны cd: Помогите) Очень нужно!в прямоугольнике ABCD диагональ BD в два раза больше стороны CD. Найдите периметр треугольника COD(в см),если расстояние от точки О пересечения диагоналей прямоугольника до сторо… Какие свойства человека относят к биологическим: 1. Какие свойства человека относят к биологическим? 2. Что, по вашему мнению, произошло бы с Какие свойства человека относят к биологическим: 1. Какие свойства человека относят к биологическим? 2. Что, по вашему мнению, произошло бы с Высшим исполнительным органом рф является: Статья 32. Высший исполнительный орган субъекта Российской Федерации \ КонсультантПлюс Высшим исполнительным органом рф является: Статья 32. Высший исполнительный орган субъекта Российской Федерации \ КонсультантПлюс Leave A Comment Отменить ответ Comment Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.