Задачи «Энергия. Закон сохранения энергии» 7 класс

Задачи « Энергия. Закон Сохранения энергии» 7-8 класс

  • Какой величиной является кинетическая энергия тела, векторной или скалярной?

  • Легковой и грузовой автомобили движутся с одинаковыми скоростями. Какой из них обладает большей кинетической энергией?

  • По горизонтальному столу катится шарик массой 400 г со скоростью 15 см/с. Чему равна его кинетическая энергия?

  • Стальная деталь объемом 4 дм3 находится на высоте 2 м. Определите потенциальную энергию детали

  • Тело массой 1 кг находится на высоте 2 м от поверхности Земли. На какой высоте следует расположить тело массой 0,5 кг, чтобы оно обладало такой же потенциальной энергией?

  • Медный и алюминиевый бруски одинакового объема подняли на одинаковую высоту. Для какого бруска изменение потенциальной энергии больше и во сколько раз?

  • Во сколько раз отличаются кинетические энергии пули массой 10 г, летящей со скоростью 500 м/с, и молотка массой 0,6 кг, имеющего в момент удара о гвоздь скорость 10 м/с?

  • Какую кинетическую энергию приобретают санки, разгоняемые из состояния покоя силой 30 Н на пути 5 м?

  • Скорость автомобиля массой 4 т увеличилась от 36 км/ч до 54 км/ч. Определите работу, которую совершила при этом сила тяги, развиваемая двигателем автомобиля

  • Определите изменение кинетической и потенциальной энергии парашютиста массой 70 кг, спускающегося с постоянной скоростью 5 м/с в течение 5 с.

  • Парафиновый кубик с длиной ребра 10 см лежит на столе высотой 0,8 м от пола. Определите потенциальную энергию кубика относительно поверхностей пола и стола.

  • Скорость падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 до 8 м/с. Определите работу силы тяжести на этом пути.

  • Камень , брошенный с поверхности Земли со скоростью 10 м/с , в верхней точке траектории обладает потенциальной энергией 5 Дж. Определите массу камня.

  • Тело брошено со скоростью 15 м/с под углом к горизонту. Определите его скорость на высоте 10 м.

  • Камень брошен под углом к горизонту со скоростью 10 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на какой высоте скорость камня уменьшится вдвое.

  • Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. На какой высоте его кинетическая энергия будет равна потенциальной?

  • Тело массой 500 г, брошенное вертикально вверх со скоростью 20 м/с, упало обратно на Землю со скоростью 16 м/с. Определите работу по преодолению сопротивления воздуха

  • Камень бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. На какой высоте от точки бросания кинетическая энергия камня будет в 4 раза меньше его потенциальной энергии?

  • Если камень массой 0,2 кг бросить вертикально вверх со скоростью 20 м/с, то какой максимальной высоты он может достичь? Сопротивление воздуха не учитывать

  • Яблоко массой 0,3 кг брошено вертикально вверх со скоростью 8 м/с. Вычислите его полную, кинетическую и потенциальную энергии при подъеме на высоту 1м. Сопротивление воздуха не учитывать.

    • Решение задач. Подготовка к контрольной работе

    Цели: систематизировать материал, изученный по теме.

    Ход урока

    Проверка домашнего задания

    В данном случае можно ограничиться прослушиванием подготовленных докладов. Обычно учащиеся охотно выполняют такую творческую работу. В то же время желательно ориентировать учеников на свободное изложение материала, не обращаясь к написанному тексту.

    I. Повторение материала, изученного по теме «Динамика»

    Прежде чем приступить к решению задач, необходимо повторить весь материал, изученный по теме «Динамика». Такое повторение можно пропусти в виде фронтального опроса:

    — Сформулируйте первый закон Ньютона.

    — На столе лежит брусок. Какие силы действуют на него? Почему брусок покоится?

    — От чего зависит ускорение тела?

    — Сформулируйте второй закон Ньютона.

    — Почему нагруженный автомобиль на булыжной мостовой движется более плавно, чем такой же автомобиль без груза?

    — Приведите примеры проявления третьего закона Ньютона.

    — Как объяснить явление отдачи при выстреле?

    — Лошадь тянет груженую телегу. По третьему закону Ньютона сила, с которой лошадь тянет телегу, равна силе, с которой телега тянет лошадь. Почему же все-таки телега движется за лошадью?

    — Шарик массой 500 г равномерно катится со скоростью 2 м/с. Чему равен импульс шарика?

    — Какими из видов энергий (кинетической или потенциальной) обладают перечисленные тела: а) камень, поднятый над землей; б) шар, катящийся по земле; в) летящий самолет; г) летящий воздушный шарик?

    — Легковой и грузовой автомобили движутся с одинаковыми скоростями. Какой из них обладает большей кинетической энергией?

    — Для чего при строительстве ГЭС возводят плотины?

    II. Подготовка к контрольной работе

    При подготовке к контрольной работе следует решить ряд расчетных и качественных задач по теме «Закон сохранения механической энергии». При этом следует обратить внимание учеников на необходимость переводить исходные данные в систему СИ.

    Возможным набором задач на урок могут быть следующие:

    Задача 1

    Тело брошено вертикально вверх. Оно достигло максимальной высоты подъема 40 м. На какой высоте кинетическая энергия была равна потенциальной? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    (Ответ: На высоте h2 = 20 м Ек = ЕР.)

    Задача 2

    Тело массой 2 кг начинает свободно падать с высоты 30 м. Определить кинетическую энергию тела на высоте 10 м от поверхности Земли. (Ответ: Ек = 400 Дж.)

    Задача 3

    Пуля массой 10 г летит со скоростью 600 м/с на высоте 200 м. Чему равна полная механическая энергия пули? (Ответ: Е = 1820 Дж.)

    Задача 4

    При стрельбе вверх стрела массой 50 г в момент начала движения имела полную механическую энергию 30 Дж. Какой высоты достигнет стрела? (Ответ: h = 60 м.)

    Домашнее задание

    Повторить § 14-15, кроссворд на с. 44.

    Вопросы для собеседования по теме «Законы сохранения в механике»

    Вопросы для собеседования по теме «Законы сохранения в механике»

    3.

    Какое из тел имеет больший импульс: автомобиль массой 1т, движущийся со скоростью 10м/с, или снаряд массой 2кг, летящий со скоростью 500м/с?

    4.

    Почему при ударе возникают большие силы?

    5.

    Парашютист равномерно опускается на парашюте. Изменяется ли при этом импульс парашютиста?

    6.

    Где в природе и технике встречается реактивное движение?

    7.

    Каков принцип движения медузы?

    8.

    Осьминоги, кальмары, каракатицы и другие обитатели глубин моря перемещаются подобно ракете, выбрасывая с силой воду, которую они набирают через рот. Может ли такой способ перемещения обеспечить им большую скорость движения в толще воды?

    9.

    Как космонавту, находящемуся в открытом космосе, вернуться обратно на космический корабль без посторонней помощи?

    10.

    Почему советуют при выстреле ружье покрепче прижимать к плечу?

    11.

    Какие из перечисленных тел обладают кинетической энергией: а) камень, поднятый над землей; б) летящий самолет; в) растянутая пружина.

    12

    Изменяется ли потенциальная энергия лодки, плывущей по течению реки?

    13

    Легковой и грузовой автомобили движутся с одинаковыми скоростями. Какой из них обладает большей кинетической энергией?

    14

    Как изменяется кинетическая и потенциальная энергия свободно падающего тела? Космического корабля, совершающего мягкую посадку?

    15

    Какие превращения энергии происходит при движении камня, брошенного вверх? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

    16

    При каком условии два тела разной массы, поднятые на разную высоту, будут обладать одинаковой потенциальной энергией?

    17

    Приведите примеры превращения кинетической энергии тела в потенциальную энергию и обратно.

    18

    Груз, подвешенный на нити (маятник), совершает колебания. Какие превращения энергии происходят при этом?

    19

    Падающий с высоты 2м мячик подскочил на высоту 1,5м. Как согласовать это с законом сохранения энергии?

    20

    За счет какой энергии взмывает вверх наполненный гелием воздушный шарик, вырвавшийся из рук?

    Тест.

    Импульс тела

    © 2020, ООО КОМПЭДУ, http://compedu.ru При поддержке проекта http://videouroki.net

    Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

    Список вопросов теста

    Вопрос 1

    По какой формуле можно рассчитать импульс тела?

    Варианты ответов
    Вопрос 2

    На левом рисунке представлены векторы скорости и ускорения тела.

    Какой из четырех векторов на правом рисунке указывает направление импульса тела?

    Варианты ответов
    Вопрос 3

    На рисунке представлена траектория движения мяча, брошенного под углом к горизонту. Куда направлен импульс мяча в верхней точке траектории? сопротивлением воздуха можно пренебречь.

    Варианты ответов
    Вопрос 4

    Какое тело имеет импульс равный нулю?

    Варианты ответов
    • Трогающийся с места автомобиль
    • Спутник, летающий по круговой орбите
    • Ученик, сидящий за партой
    • Свободно падающий камень
    Вопрос 5

    Два шара массами по 300 г движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями. Выберите верное(-ые) утверждение(-я).
    А: импульсы этих шаров равны
    Б: проекции импульсов этих шаров равны
    В: модули импульсов этих шаров равны

    Варианты ответов
    Вопрос 6

    Медный и стальной шары одинакового объема движутся по гладкой горизонтальной поверхности в одну сторону с одинаковыми скоростями. Сравните импульсы этих шаров.

    Варианты ответов
    • Импульс медного шара больше
    • Импульс стального шара больше
    • Их импульсы одинаковы
    • Среди ответов нет правильного
    Вопрос 7

    Чему равен импульс тела, массой 2 кг при скорости 5 м/с?

    Варианты ответов
    • 10 кг ∙ м/с
    • 1 кг ∙ м/с
    • 20 кг ∙ м/с
    • 40 кг ∙ м/с
    Вопрос 8

    Чему равен импульс автомобиля, если его масса составляет 3 т, а движется он со скоростью 90 км/ч?

    Варианты ответов
    • 75000 кг ∙ м/с
    • 75 кг ∙ м/с
    • 270 кг ∙ м/с
    • 270000 кг ∙ м/с
    Вопрос 9

    Каким импульсом обладает кошка массой 3 кг, сидящая на подоконнике на высоте 15 м?

    Варианты ответов
    • 45 кг ∙ м/с
    • 0 кг ∙ м/с
    • 450 кг ∙ м/с
    • 0,45 кг ∙ м/с
    Вопрос 10

    Легковой и грузовой автомобили движутся со скоростями 30 м/с и 20 м/с соответственно. Масса легкового автомобиля 1 т. Какова масса грузового автомобиля, если отношение импульса грузовика к импульсу автомобиля равно 2?

    Варианты ответов
    • 3000 кг
    • 4,5 т
    • 1,5 т
    • 1000 кг

    Контрольная работа по теме: «Законы сохранения»

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 1

    1.       Тело движется прямолинейно, обладая начальным импульсом 40 кг м/с. В течение 8,5 с на тело действует сила 60 Н. Определите импульс тела после воздействия силы.

    2.       Пуля массой 10 г попадает в деревянный брусок, неподвижно лежащий на гладкой горизонтальной плоскости, и застревает в нем. Скорость бруска после этого становится равной 8 м/с. Масса бруска в 49 раз больше массы пули. Определите скорость пули до попадания в брусок.

    3.       Мальчик везет своего друга на санках по горизонтальной дороге, прикладывая силу 60 Н. Веревка санок составляет с горизонталью угол 30°. За некоторое время мальчик совершил механическую работу равную 6000 Дж. Чему равно пройденное расстояние?

    4.      Определите скорость тела, брошенного со скоростью 15 м/с под углом к горизонту, на высоте 10 м. Сопротивлением воздуха пренебречь.

    5.      Кинетическая энергия тела в момент бросания равна 200 Дж. Определите до какой высоты от поверхности земли может подняться тело, если его масса равна 500 г.

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 2

    1.                  Камень массой 200 г свободно падает в ущелье. Каким будет импульс камня через 3 с полета? Силой сопротивления воздуха пренебречь.

    2.                   Неподвижная лодка вместе с находящимся в ней охотником имеет массу 250 кг. Охотник выстреливает из охотничьего ружья в горизонтальном направлении. Какую скорость получит лодка после выстрела? Масса пули 8 г, а ее скорость при вылете равна 700 м/с.

    3.                  Автомобиль массой 5 т движется со скоростью 72 км/ч. Какая работа должна быть совершена для его остановки?

    4.                  С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 8 м?

    5.                  В тело массой 990 г, лежащее на горизонтальной поверхности, попадает пуля массой 10 г, которая летит горизонтально со скоростью 700 м/с, и застревает в нем. Какой путь пройдет тело до остановки, если коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,05?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 3

    1.       Тело движется прямолинейно, обладая начальным импульсом 70 кг м/с. Определите силу, которая за 4,5 с увеличит импульс тела до 160 кг м/с.

    2.       Шар массой 200 г, движущийся со скоростью 5 м/с, сталкивается абсолютно неупруго с шаром массой 300 г, который двигался в том же направлении со скоростью 4 м/с. Найдите скорость шаров после удара.

    3.      Найдите высоту, на которой тело массой 5 кг будет обладать потенциальной энергией, равной 500 Дж.

    4.       Какую работу совершает человек, поднимая груз массой 2 кг на высоту 1,5 м с ускорением 3 м/с2?

    5.      Камень массой 20 г, выпущенный вертикально вверх из рогатки, резиновый жгут которой был растянут на 20 см, поднялся на высоту 40 м. Найдите жесткость жгута. Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 4

    1.       Грузовой автомобиль массой 3т и легковой автомобиль массой 1т двигаются с одинаковыми скоростями 36 км/ч в одном направлении. Чему равен полный импульс этой системы?

    2.       С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой. 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает с носа в направлении движения лодки со скоростью 2 м/с?

    3.      Кинетическая энергия тела в момент бросания равна 200 Дж. Определите, до какой высоты от поверхности земли может подняться тело, если его масса равна 500 г.

    4.      Автомобиль массой 2 т движется со скоростью 54 км/ч. Какая работа должна быть совершена для его остановки?

    5.      Пуля массой 10 г влетает в доску толщиной 5 см со скоростью 800 м/с и вылетает из нее со скоростью 100 м/с. Какова сила сопротивления, действующая на пулю внутри доски?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 5

    1.       Два одинаковых бильярдных шара массами т движутся с одинаковыми по модулю скоростями v в перпендикулярных направлениях. Чему равен полный импульс системы?

    2.      С лодки массой 150 кг, движущейся со скоростью 2 м/с, прыгает мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгнет с кормы со скоростью 4 м/с?

    3.      Длина недеформированной пружины равна 15см. В результате деформации ее длина удвоилась. Какая работа была совершена при растяжении пружины, если ее жесткость 400 Н/м?

    4.      Какова масса автомобиля, движущегося со скоростью 72 км/ч, если его кинетическая энергия 400 кДж?

    5.      Мяч брошен вертикально вверх с начальной скоростью 36 км/ч. На какую максимальную высоту он поднимется?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 6

    1.      Чему будет равна скорость вагонетки массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2 м/с, после того как на вагонетку вертикально сбросили 600 кг песка?

    2.       На тележку массой 50 кг, движущуюся со скоростью 1 м/с, по ходу движения прыгает мальчик массой 40 кг, движущийся со  скоростью 4 м/с. Какой станет скорость тележки?

    3.      Камень массой 20 г, выпущенный вертикально вверх из рогатки, резиновый жгут которой был растянут на 20 см, поднялся на высоту 40 м. Найдите жесткость жгута. Сопротивлением воздуха пренебречь.

    4.       Мальчик везет своего друга на санках по горизонтальной дороге, совершая работу 6000 Дж. Веревка санок составляет с горизонталью угол 60°.Чему равна сила, с которой мальчик тянет санки, если пройденное им расстояние 5 м?

    5.      Мяч брошен вертикально вверх с начальной скоростью 18 км/ч. На какую максимальную высоту он поднимется?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 7

    1.      Определите время действия силы на тело, если его импульс изменился от 45 до 90 кг м/с.

    2.      С лодки массой 120 кг, движущейся со скоростью 3 м/с, прыгает мальчик массой 45 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгнет с носа со скоростью 2 м/с?

    3.       На какой высоте потенциальная энергия тела массой 60 кг равна 300 Дж?

    4.       Маленький шарик привязан к нити длиной 0,9 м. Нить с шариком отвели от вертикали на угол 60° и отпустили без начальной скорости. Чему равна скорость шарика при прохождении им положения равновесия?

    5.      Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 15 м/с. На какой высоте его потенциальная энергия равна кинетической?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 8

    1.      Определите начальный импульс тела, если после 2 с действия на него силы равной 35 Н импульс тела стал 150 кг м/с.

    2.      С лодки массой 120 кг, движущейся со скоростью 3 м/с, прыгает мальчик массой 45 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгнет с кормы со скоростью 2 м/с?

    3.       Камень брошен с поверхности Земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня уменьшится в 5 раз по сравнению с начальной кинетической энергией?

    4.       Найдите кинетическую и потенциальную энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м, на расстоянии 2 м от поверхности земли.

    5.      Автомобиль массой 2 т движется со скоростью 36 км/ч. Какая работа должна быть совершена для его остановки?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 9

    1.      Тело движется прямолинейно, обладая начальным импульсом 30 кг м/с. В течение 3,5 с на тело действует сила 80 Н. Определите импульс тела после воздействия силы.

    2.       Шар массой 200 г, движущийся со скоростью 5 м/с, сталкивается абсолютно неупруго с шаром массой 300 г, который двигался навстречу со скоростью 4 м/с. Найдите скорость шаров после удара.

    3.      Башенный кран поднимает бетонную плиту массой 2 т на высоту 15 м. Чему равна работа силы тяжести, действующей на плиту?

    4.      Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пружину жесткостью 40 кН/м на 5 см?

    5.        Найдите кинетическую энергию тела массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м, в тот момент, когда тело находится на высоте 2 м от поверхности Земли.

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 10

    1.       Грузовой автомобиль массой 3т и легковой автомобиль массой 1т двигаются с одинаковыми скоростями 36 км/ч в противоположных направлениях.Чему равен полный импульс этой системы?

    2.      Электровоз массой 180 т, движущийся со скоростью 1 м/с, сталкивается с неподвижным вагоном массой 60 т, после чего они движутся вместе. Определите скорость их совместного движения.

    3.      Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пружину жесткостью 40 кН/м на 0,5 см?

    4.      Импульс тела равен 8 кг м/с , а кинетическая энергия 16 Дж. Найдите массу и скорость тела.

    5.      Кинетическая энергия тела в момент бросания равна 200 Дж. Определите, до какой высоты от поверхности сможет подняться тело?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 11

    1.        Грузовик массой 3 т ехал со скоростью 60 км/ч. После загрузки его масса увеличилась на 1 т. С какой скоростью должен воз вращаться грузовик, чтобы его импульс остался без изменения?

    2.      Пластилиновый шарик массой 2 кг, движущийся со скоростью 6 м/с, налетает на покоящийся шарик массой 4 кг. Определите скорость их совместного движения.

    3.      Автомобиль массой 5 т движется со скоростью 36 км/ч. Какая работа должна быть совершена для его остановки?

    4.       Автомобиль массой 1000 кг, двигаясь равноускоренно из состояния покоя, за 10 с отъезжает на 200 м. Определите работу силы тяги, если коэффициент трения равен 0,05.

    5.      Определите, на какой высоте кинетическая энергия мяча, брошенного вертикально вверх со скоростью 16 м/с, равна его потенциальной энергии.

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 12

    1.       Грузовик массой 3 т ехал со скоростью 72 км/ч. После загрузки его масса увеличилась на 1 т. Во сколько раз изменится импульс грузовика, если он будет возвращаться со скоростью 60 км/ч?

    2.      Тележка с песком катится со скоростью 1 м/с по горизонтальному пути без трения. Навстречу тележке летит шар массой 2 кг с горизонтальной скоростью 7 м/с. Шар после попадания в песок застревает в нем. С какой по модулю скоростью покатится тележка после столкновения с шаром? Масса тележки 10 кг.

    3.      Пуля массой 10 г влетает в доску толщиной 5 см со скоростью 800 м/с и вылетает из нее со скоростью 100 м/с. Какова сила сопротивления, действующая на пулю внутри доски?

    4.      Самолет массой 2 т летит со скоростью 50 м/с. На высоте 420 м он переходит на снижение (при выключенном двигателе) и совершает посадку, имея скорость 30 м/с. Определите работу силы сопротивления воздуха во время планирующего полета.

    5.      С горки высотой 2 м и основанием 5 м съезжают санки, которые останавливаются, пройдя горизонтально путь 35 м от основания горки. Определите коэффициент трения, считая его одинаковым на всем пути.

     

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 13

    1.       Грузовой автомобиль массой 3т и легковой автомобиль массой 1т двигаются с одинаковыми скоростями 36 км/ч в перпендикулярных направлениях. Чему равен полный импульс этой системы?

    2.      Два неупругих шара массами 6 кг и 4 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 8 м/с и 3 м/с соответственно, направленными вдоль одной прямой. С какой скоростью они будут двигаться после абсолютно неупругого удара?

    3.      Какую работу совершает электровоз при увеличении скорости поезда массой 3000 т от 36 до 54 км/ч?

    4.       Какую работу необходимо совершить, чтобы лежащий на полу однородный стержень, длина которого 1 м и масса 10 кг, поставить вертикально вверх?

    5.      Определите, с какой скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 3 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 8 м. Удар мяча о землю считать абсолютно упругим.

     

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 14

    1.       Камень массой 100 г брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Каким будет импульс камня через 3 с полета? Силой сопротивления воздуха пренебречь.

    2.      Игрок в керлинг скользит с игровым камнем по льду со скоростью 4 м/с. В некоторый момент он аккуратно толкает камень в направлении своего движения. Скорость камня при этом возрастает до 6 м/с. Масса камня 20 кг, а игрока 80 кг. Какова скорость игрока после толчка? Трение коньков о лед не учитывайте.

    3.      Башенный кран поднимает груз массой 200 кг на высоту 10 м. Чему равна работа силы тяжести, действующей на плиту?

    4.      При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретает пуля массой 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?

    5.      Рассчитайте среднюю силу сопротивления почвы, если тело массой 2 кг, брошенное с высоты 250 м вертикально вниз с начальной скоростью 20 м/с, погрузилось в землю на глубину 1,5 м.

     

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 15

    1.      Тело свободно падает с высоты 80 м. Каким импульсом будет обладать тело перед падением на землю?

    2.      Мальчик массой 30 кг, бегущий со скоростью 3 м/с, вскакивает сзади на платформу массой 15 кг. Чему равна скорость платформы с мальчиком?

    3.       Мальчик везет своего друга на санках по горизонтальной дороге, прикладывая силу 50 Н. Веревка санок составляет с горизонталью угол 30°. Чему равна работа совершенная мальчиком, если пройденное им расстояние10 м?

    4.      Длина недеформированной пружины равна 15 см. В результате деформации ее длина увеличилась в три раза. Какая работа была совершена при растяжении пружины, если ее жесткость 400 Н/м?

    5.      Камень брошен вертикально вверх. В момент броска он имел кинетическую энергию 30 Дж. Какие кинетическую и потенциальную энергии будет иметь камень в верхней точке траектории полета?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 16

    1.       Тело свободно падает в течение 3с. Каким импульсом будет обладать тело перед падением на землю?

    2.      Мальчик массой 30 кг, стоя на коньках, горизонтально бросает камень массой 1 кг. Начальная скорость камня 3 м/с. Определите скорость мальчика после броска.

    3.      Какую работу совершает сила тяжести при падении тела массой 2 кг с 10 м до 2 м?

    4.       Камень брошен с поверхности Земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня уменьшится в 5 раз по сравнению с начальной кинетической энергией?

    5.      Подъемный кран равномерно поднимает груз массой 2 т на высоту 15 м. Чему равен КПД крана, если время подъема груза 1 мин, а мощность электродвигателя 6,25 кВт?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 17

    1.                   Чему равен модуль изменения импульса шара массой 50 г,двигавшегося перпендикулярно стенке со скоростью 18 км/ч, после абсолютно неупругого удара?

    2.                   Чему равна скорость отдачи ружья массой 4 кг при вылете из него пули массой 5 г со скоростью 300 м/с?

    3.                  Кинетическая энергия тела массой 2 кг в момент падения на землю равна 300 Дж. С какой высоты упало тело, если начальная скорость равна нулю?

    4.                  Какую работу совершает автомобиль массой 2 т при увеличении скорости от 18 до 54 км/ч?

    5.                   При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх шарик массой 100 г поднимается на высоту 2 м. Какова жесткость пружины, если до выстрела пружина была сжата на 5 см?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 18

    1.                   Грузовой автомобиль массой 5т и легковой автомобиль массой 2т двигаются со скоростями 72 км/ч и 108 км/ч соответственно в одном направлении. Чему равен полный импульс этой системы?

    2.                  С тележки, движущейся горизонтально со скоростью 3 м/с, в противоположную сторону прыгает человек массой 70 кг, после чего скорость тележки стала равной 4 м/с. Определите скорость человека при прыжке, если масса тележки 210 кг.

    3.                  Определите высоту, на которую поднимается вертикально брошенное тело, если его скорость уменьшилась с 30 м/с до 10 м/с.

    4.                  Чему равна потенциальная энергия растянутой на 1 см пружины, имеющей жесткость 20Н/м?

    5.                  Мальчик на коньках разгоняется до скорости 11 м/с и вкатывается на ледяную горку. До какой высоты он сможет подняться, если коэффициент трения равен 0,1, а угол наклона горки к горизонту 45°?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 19

    1.       Грузовой автомобиль массой 4т и легковой автомобиль массой 1,5т двигаются со скоростями 72 км/ч и 25 м/с соответственно в противоположных направлениях. Чему равен полный импульс этой системы?

    2.      Снаряд, летящий со скоростью 500 м/с, разорвался на два осколка. Скорость первого осколка массой 5 кг возросла на 200 м/с в направлении движения снаряда. Определите скорость второго осколка, если его масса 4 кг.

    3.      Какую работу совершает автомобиль массой 2 т при увеличении скорости от 36 до 72 км/ч?

    4.      Мощность двигателя подъемного крана 4,4 кВт. Определите массу груза, который можно равномерно поднять на высоту 12 м за 0,5 мин.

    5.       Камень брошен с поверхности Земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня уменьшится в 3 раза по сравнению с начальной кинетической энергией?

    Контрольная работа по теме

    «Законы сохранения»

    Вариант 20

    1.                   Грузовой автомобиль массой 4т и легковой автомобиль массой 1т двигаются перпендикулярно друг другу со скоростями 36 км/ч и 30 м/с соответственно. Чему равен полный импульс этой системы?

    2.                  Два тела массами 200 и 500 г, движущиеся навстречу друг другу, после столкновения остановились. Чему равна начальная скорость второго тела, если первое двигалось со скоростью 2 м/с?

    3.                   Пуля массой 10 г влетает в доску толщиной 5 см со скоростью 800 м/с и вылетает из нее со скоростью 100 м/с. Какова сила сопротивления, действующая на пулю внутри доски?

    4.                   При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх шарик массой 10 г поднимается на высоту 10 м. Какова жесткость пружины, если до выстрела пружина была сжата на 5 см?

    5.                   Тело брошено вверх со скоростью 30 м/с. На какой высоте его потенциальная энергия будет в 4 раза больше кинетической?

     

    неужели тормозной путь не зависит от массы авто?

    Друзья, в прошлом выпуске я утверждал, что тормозной путь автомобиля не зависит от его массы. Большинство водителей считают, что зависит, и я объяснил, откуда берется это представление. В этой статья я докажу справедливость своего утверждения, прибегнув к физическим понятиям.

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

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

    Что такое «масса»?

    Для интерсующихся приведу физико-математическое доказательство и вначале кратко расскажу о понятии «масса». Массы в природе две: инертная и гравитационная. Есть, правда, еще и третий вариант – Фелипе Масса, пилот Формулы 1, уже который год выступающий за Ferrari, но сейчас не об этом 🙂

    Инертная масса

    Инертная масса mи – масса, которая «отвечает» за сопротивление движению тела.  Чем тяжелее тело, тем сложнее привести в его движение или остановить, если оно движется.

    В механике об этом говорит 2-й закон Ньютона:

    a = F/mи

    то есть ускорение (замедление) тела пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально инертной массе тела. Или в более привычной формулировке этот закон выглядит как

    F = mи a

    Инертная масса осложняет торможение

    Это как раз то, о чем думает большинство водителей: чем тяжелее машина, тем сложнее ее остановить (а также и разогнать) и, якобы, тем длиннее тормозной путь. Остановить машину действительно сложнее, не спорю, но тормозной путь есть возможность сохранить — для этого нужно лишь затратить больше энергии. В этом нам поможет второе понятие массы.

    Гравитационная масса

    Гравитационная масса mг – масса, которая «отвечает» за взаимное притяжение тел, в частности, за притяжение тел к Земле. Чем тяжелее тело, тем больше сила тяготения и тем сильнее тело давит на опору (пол, дорогу и т. д.).

    А об этом в механике говорит закон всемирного тяготения Ньютона:

    F = G mг1 mг2/r2

    Или, по-русски, сила притяжения двух тел пропорциональна массам (гравитационным) этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

    Эта формула упрощается для тела в поле тяготения Земли:

    F = mг g

    где mг – гравитационная масса тела, а g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2

    Гравитационная масса помогает торможению

    Применительно к разговору о тормозном пути это означает, что чем тяжелее машина, тем сильнее она давит на колеса, тем лучше прижимает их к дороге и тем лучше сцепление шин с дорогой. Ведь, согласно закону Кулона, сила сила трения покоя (в нашем случае — сила сцепления шин с дорогой, она же – «держак» на гоночном жаргоне) пропорциональна весу тела N:

    Fтр = k N = k mг g

    где mг – гравитационная масса машины, k – коэффициент сцепления шин с дорогой, g – ускорение свободного падения.

    Тогда, чем больше масса автомобиля, тем выше сила сцепления шин с дорогой и тем сложнее тормозам заблокировать колеса и пустить машину в «юз» (ну или включить АБС, если она есть).

    Одна масса мешает, другая — помогает. Что победит?

    В итоге, инертная масса увеличивает инерцию машины, а гравитационная масса улучшает сцепление шин с дорогой и тормозной потенциал машины. Одно удлиняет тормозной путь, а другое пытается укоротить его. Что же победит?

    Нам поможет Закон сохранения энергии

    На языке физики процесс торможения выглядит как закон сохранения энергии:

    mи v2/2 = Fтр s

    т.е. кинетическая энергия машины с инертной массой mи и скоростью v при торможении переходит в тепло за счет работы силы трения Fтр, которая затрачивается на замедление машины на участке пути длиной s (собственно, тормозной путь).

    Машина тормозит не тормозами, а шинами

    Как я уже писал выше, сила трения Fтр равна kmг g – произведение коэффициента трения k, гравитационной массы mг и ускорения свободного падения g. И сразу вопрос: о какой силе трения идет речь? О силе трения колодок о тормозной диск? Или о силе трения шины о дорогу, о «держаке»? Вообще, первопричина торможения – сила трения колодок о диски. Но она не может превышать силу трения между шиной и дорогой: в этом случае шины начинают скользить, и, либо включается АБС, либо машина идет в «юз». После чего любое усиление нажатия на тормоз не дает выигрыша в торможении, и машина продолжает тормозить за счет трения шин о дорогу. Поэтому для случая экстренного торможения нужно считать, что сила трения колодок о диски равна силе сцепления шин с дорогой. И тогда k — коэффициент сцепления шин с дорогой, если шины на грани скольжения, или это коэффициент скольжения шин о дорогу, если колеса заблокированы, и машина тормозит юзом.

    Тогда подставим значения силы сцепления Fтр = k mг g в закон сохранения энергии:

    mи v2/2 = k mг g S

    Инертная и гравитационная массы противодействуют друг другу в равной степени

    А теперь ключевой момент! Еще Ньютон доказал, а Эйнштейн в свое время постулировал, что инертная и гравитационные массы равны! На сегодняшний день это проверено многократными экспериментами с высокой степенью точности. Эти массы имеют абсолютно разный физический смысл, но в килограммах это всегда одно и то же!

    И тогда заменяем инертную и гравитационную массы на «просто массу»:

    m v2/2 = k m g S

    Теперь массы можно успешно сократить, и останется:

    v2/2 = k g S

    Отсюда получаем тормозной путь, не зависящий от массы:

    S = v2/(2 k g)

    где v – скорость движения машины до начала торможения, k – коэффициент сцепления шин с дорогой, g – ускорение свободного падения.

    Еще раз смысл: с одной стороны, масса увеличивает инертность машины и создает препятствие тормозам. С другой стороны, масса увеличивает сцепление шин с дорогой и помогает тормозам. Эти два эффекта компенсируют друг друга в равной степени, и, в конечном итоге, масса не влияет на длину тормозного пути.

    Скорость зависит только от водителя, g – постоянна, а коэффициент сцепления k зависит от состава резины протектора шины и от качества дорожного покрытия. Выходит, тормозной путь зависит от скорости, качества шины и качества дороги.  При этом под качеством шины понимается именно состав резины. А от ширины профиля шины и площади пятна контакта сила сцепления шины с дорогой не зависит, как и не зависит тормозной путь.

    Тормоза важны

    Поговорим о тормозах. Размеры тормозных дисков, материалы колодок и прочее устройство тормозных механизмов важны для машины, но не могут влиять на тормозной путь напрямую, поскольку он ограничивается сцеплением шин с дорогой. Но хочу отменить следующее. Каждые тормозные механизмы расчитаны на погашение определенной кинетическиой энергии, которая пропорциональна массе и квадрату скорости. Обычно запас тормозов расчитывают так, чтобы даже Форд Фокус остановился с мешком картошки в багажнике со 100 км/ч за те же 40 метров, что и без мешка. Но вот ежели вы в машину загрузите лишних 500 кило, будьте готовы к тому, что ваши тормозные механизмы, рассчитанные под меньшую массу, перегреются и не справятся с задачей, и проедете вы куда больше прежних 40 метров.

    Или еще пример. Можно взять Жигули со штатными тормозными дисками и колодками и поставить на нее гоночные слики. А что, на Формулах 1 как раз шины 13-дюймового диаметра, аккурат подойдут 🙂 Конечно, придется серьезно переделать саму машину, но это сейчас не столь важно. Так вот, слики имеют почти вдвое больший коэффициент сцепления с дорогой, а значит для торможения юзом на тормоза Жигулей ляжет нагрузка вдвое больше обычной. И вариантов развития событий тоже два: либо тормоза перегреются с первой же попытки, либо вовсе не смогут довести колеса до грани блокировки… И то, и другое означает для нас увеличение тормозного пути (по сравнению с тормозным путем на этих же сликах и гоночными тормозами) даже для пустой машины. А если ее еще и догрузить как следует, то ситуация еще более усугубится, и тормозной путь таких Жигулей еще как будет зависеть от массы авто.

    Таким образом, мы можем говорить о независимости тормозного пути от массы машины, если она соответствует общепринятым нормам безопасности: на машине с загрузкой, не превышающей допустимую производителем, штатные тормоза должны быть способны заблокировать колеса (или включить АБС) на штатных шинах.

    Однако главное при торможении — шины

    Выходит, и Жигули, и Ferrari затормозят с примерно одинаковым тормозным путем, если тормоза у всех исправны, а на колеса установлены одни и те же шины. Возможна разница за счет разного времени срабатывания тормозной системы, а также за счет разных алгоритмов торможения водителя и АБС. Но эта разница будет куда меньше по сравнению с тем, когда одни и те же Жигули (или Ferrari) будут тормозить сначала на Michelin, а потом на отечественной Каме. Так что главное при торможении — шины!

    Выше я уже написал, что в случае торможения на грани скольжения шин под k понимается коэффициент сцепления, а в случае торможения юзом при заблокированных колесах k — коэффициент скольжения шин по дороге. Известно, что трение скольжения всегда меньше трения покоя (сцепления), примерно на 10-15%. Соответственно, машина, тормозящая юзом, как правило, проходит на 10-15% больший путь до полной остановки по сравнению с машиной, тормозящей на грани скольжения. АБС не допускает блокировки колес, поэтому машины с АБС при нажатии тормоза «в пол» тормозят всегда на грани скольжения. А машины без АБС при торможении «в пол» сразу же уходят в юз. Хотя, при должном навыке водитель и без АБС может правильно дозировать усилие на педали и тормозить на грани скольжения. Например, машины в Формуле 1 не оснащены АБС, и пилоты тормозят на грани скольжения, а уход в юз считается ошибкой. Из написанного следует, что при одних и тех же шинах машина с АБС будет тормозить короче, чем машина без АБС юзом, но это справедливо только для гладких и твердых дорог. На рыхлых и неровных покрытиях машины с АБС проигрывают в тормозном пути машинам без АБС.

    Кстати, не стоит сравнивать тормозные пути седана и фуры. Это не всегда корректно, поскольку там могут быть конструктивно разные тормоза (у грузовиков даже бывает не гидравлическая, а пневматическая тормозная система с огромной задержкой в срабатывании) и разного качества шины. Лучше всего сравнивать «яблоки с яблоками», то есть одну и ту же машину с разной степенью загрузки. Подробнее об этом читайте в ответе на вопрос гостя нашего сайта о влиянии тормозов.

    Легковушка и фура тормозят одинаково

    Однако, если время срабатывания тормозов у легковушки и фуры одинаково, и стоят схожие по составу шины, то тормозной путь отличаться не должен. Вот видео, которое подтверждает это (правда, я не понимаю по-немецки, но по смыслу именно то :)):

    http://www.myvideo.de/watch/7778214/Bremstest_PKW_LKW_VW_T4_gg_Mercedes_Actros

    В заключение скажу, что тормозной путь зависит от веса машины (не будем путать вес и массу), а также от массы прицепа без тормозов, от положения руля. Обо всем этом я расскажу в будущих выпусках.

    Как это поможет на практике?

    А пока — практический смысл этой статьи.

    Используйте качественные шины

    Помните, машина тормозит не тормозами, а шинами. Если у вас стоят изношенные или дешевые или просто не соответствующие сезону шины, ваш автомобиль тормозит плохо, и хорошие тормоза ему не помогут.  Если вы хотите повысить безопасность и улучшить тормозную динамику машины, не нужно делать тюнинг тормозов и ставить дорогущие тормозные диски, колодки и т.п. Поставьте дорогие качественные шины, и тогда ваша жизнь за рулем будет в большей безопасности.

    Тюнинг машины требует профессионального подхода

    Если же вы решите «обуть» машину в суперцепкие шины — для гонок ли, или для собственной безопасности, имейте в виду, что это уже вмешательство в конструкцию автомобиля, тюнинг. Одними шинами не обойтись — они потребуют для себя мощных тормозов, а подобрать их и грамотно установить — дело крайне важное и непростое. Так что подходите к тюнингу машины серьезно и пользуйтесь услугами профессионалов, ведь такие вещи не терпят самодеятельности.

    Маленькая легкая машина не дает преимуществ при торможении

    Выбирая машину при покупке не думайте, что маленький городской автомобильчик будет более безопасный по сравнению с минивэном и тем более фурой лишь потому, что легче и, якобы, лучше тормозит. Не лучше он тормозит, а если и лучше, то масса тут ни при чем. Будьте бдительны, если управляете маленьким авто. Особенно, когда едете сзади фуры: не приближайтесь к ней и не думайте, что в случае чего она будет останавливаться долго, а вы то уж точно успеете остановиться… Сохраняйте безопасную дистанцию, независимо от разницы в массах машин.

    Сохраняйте самообладание, управляя загруженной машиной

    Если вам предстоит путь на машине с пассажирами и полным багажником, будьте бдительны, но не теряйте самообладание при торможении. Да, вам покажется, что торможение стало хуже. Но это лишь потому, что вы привыкли к другому усилию на педали тормоза.Нажимайте на тормоз сильнее обычного, и машина затормозит так, как вам нужно. Но и после разгрузки автомобиля не теряйте голову 🙂 — ведь машина станет более чутко отзываться на нажатие педали тормоза, но это иллюзия: тормозной путь не станет короче!

    Не перегружайте машину

    У каждой машины есть свое предназначение для использования и своя допустимая нагрузка. Если ее превысить, то шины и тормоза могут перегреться, а то и вовсе испортиться. В любом случае, они не справятся с задачей торможения. Тормозной путь заметно увеличится, и это, как вы понимаете, может привести к ДТП.

    Учитесь правильно тормозить

    Казалось бы, что тут сложного? Но наш тренерский опыт говорит, что многим водителям не хватает плавности и знаний многих тонкостей в повседневном торможении и, наоборот, маловато резкости в экстренном торможении. В общих чертах я написал об этом в статье «Как правильно тормозить?», а если вас интересует практика, то экстренное торможение вы можете отработать на курсе «Зимняя контраварийная подготовка», а постичь все премудрости грамотного торможения на каждый день — на «курсе МВА для водителя: Мастерство Вождения Автомобиля».

    Определите глубину ущелья, если камень массой 4 кг достиг его за 6 с. Вариант 2 По прямой дороге в одну сторону движутся легковой и грузовой автомобили со скоростями 72 км/ч и 54 км/ч соответственно.


    Контрольная работа № 1 по теме: «Основы кинематики»
    Вариант 1
    Скорость первого автомобиля относительно второго 30 км/ч, а относительно Земли 120 км/ч. Определите скорость второго автомобиля относительно Земли, если автомобили движутся в одном направлении.
    На рисунке даны графики скоростей двух тел. Определите: а) начальную и конечную скорости каждого из тел; б) с каким ускорением двигались тела; в) напишите уравнения скорости и перемещения для каждого тела.
    Цирковой артист при падении с трапеции на сетку имел скорость 9 м/с. С каким ускорением проходило торможение, если до полной остановки сетка прогнулась на 1,5 м?
    Велосипедист проехал 80 м за первые 10 с, а следующие 50 м за 5 с. Найдите среднюю скорость велосипедиста.

    Определите глубину ущелья, если камень массой 4 кг достиг его за 6 с.
    Вариант 2
    По прямой дороге в одну сторону движутся легковой и грузовой автомобили со скоростями 72 км/ч и 54 км/ч соответственно. Оп ределите скорость грузового автомобиля относительно легкового.
    На рисунке даны графики скоростей движений двух тел. Определите: а) скорость движения первого тела; б) начальную и конечную скорости движения второго тела; в) ускорение движения второго тела; г) через сколько секунд оба тела приобрели одинаковую скорость; д) напишите уравнения скорости и перемещения для каждого тела.
    Пуля в стволе автомата Калашникова движется с ускорением 616 м/с2. Какова скорость вылета пули, если длина ствола 41,5 см?
    4. Самолет увеличил за 12 с.скорость от 240 км/ч до 360 км/ч. Чему равно перемещение самолета за это время ? с каким ускорением двигался самолет?
    5.Движения двух мотоциклистов заданы уравнениями x = 15 +t2, х = 8t. Описать движение каждого мотоциклиста, найти время и место встречи. Запишите зависимость скорости тела от времени 13 EMBED Equation.3 1415(t).

    Приложенные файлы

    • 10186207
      Размер файла: 30 kB Загрузок: 0

    домашних заданий и упражнений — Изменение импульса при столкновении легкового и грузового автомобиля

    У двух транспортных средств изначально есть разные импульсы, а после столкновения они разделяют импульс. Хотя величина изменения импульса для каждого отдельного транспортного средства может различаться, система сохраняет импульс в целом.

    Рассмотрим два сталкивающихся объекта: один с импульсом $ p_1 $ движется вправо, а другой движется влево с импульсом $ p_2 = -2p_1 $. До столкновения ясно, что звездная величина импульса второго объекта больше, чем у первого, или $ p_2> p_1 $.

    После столкновения объекты слипаются и движутся в целом с импульсом $ -p_1 $ из-за его сохранения.

    Итак, изменение $ p_1 $, $ \ Delta p_1 = -2 p_1 = p_2 $

    и изменение $ p_2 $, $ \ Delta p_2 = p_1 $

    Здесь ясно, что величина изменения импульса для $ p_1 $ больше, чем величина изменения импульса для $ p_2 $ или $ | \ Delta p_1 | > | \ Delta p_2 | $. Но каждый импульс в отдельности изменяется на противоположных импульсов .

    Но если мы посмотрим на импульс системы, мы увидим, что количество сохраняется $ p_1 + p_2 = p_1 — 2p_1 = -p_1 $

    Это означает, что, хотя импульсы двух объектов изменяются на разную величину, они изменяются на величину, которая гарантирует, что полный импульс после равен сумме импульсов вначале. $ p_1 $ изменяется больше, чем $ p_2 $, но сумма $ p_1 $ и $ p_2 $ не меняется.

    Используя сохранение импульса, мы знаем, что импульс до него будет равен импульсу системы после, или

    $ p_1 + p_2 = p_ {1} ‘+ p_ {2}’ $

    Пусть $ p_1 $ — скорость автомобиля, $ p_2 $ — грузовик.

    $ p_1 = mv_1

    $

    $ p_2 = -Mv_1 $

    После столкновения автомобили слипаются, поэтому их масса и скорость разделяются.

    $ p_ {1} ‘+ p_ {2}’ = v_2 (m + M)

    $

    Таким образом, сохранение импульса дает: $ mv_1 — Mv_1 = v_1 (m-M) = v_2 (m + M) $

    .

    Изменение количества движения в автомобиле равно импульсу движения грузовика, и, наоборот, изменение импульса в грузовике равно импульсу автомобиля.

    Итак, $ \ Delta p_1 = p_2 $

    и, $ \ Delta p_2 = p_1 $

    Тогда, если $ | p_2 |> | p_1 | $, $ | \ Delta p_1 | > | \ Delta p_2 | $

    Изменение количества движения для автомобиля больше, чем изменение количества движения для грузовика, но изменения равны и противоположны, что приводит к сохранению количества движения.

    комментариев Traffic Talk: Должны ли быть одинаковые ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей?

    Фотография из пресс-файла Мичиган — один из немногих штатов, где ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей различны.

    Понедельник, колонка Traffic Talk о сосуществовании легковых и грузовых автомобилей вызвала много ожидаемых назад и вперед, но также и некоторые интересные идеи о том, как разные типы транспортных средств могут лучше справляться с совместным движением по дороге.

    Читатель 1FlyinLion предложил следующее наблюдение:

    Этот комментарий затрагивает суть проблемы, которая десятилетиями разделяла политиков.Федеральный закон 1987 года разрешил штатам повышать ограничения скорости на межштатных автомагистралях в сельской местности с тогдашних государственных нормативов с 55 миль в час до 65 миль в час. Мичиган был одним из относительно немногих штатов, которые установили различные ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей, и версия этого разделения остается в силе и сегодня.

    В 2006 году губернатор Мичигана Дженнифер Грэнхольм подписала закон, повышающий предельную скорость для грузовых автомобилей между штатами с 55 миль в час до 60, частично сокращая разрыв с ограничениями скорости для автомобилей, которые уже были увеличены до 70.

    Чтобы понять, почему некоторые люди думают, что даже дифференциал ограничения скорости на 10 миль в час — плохая идея, важно понять концепцию 85-го процентиля, который является планом современного закона об ограничении скорости. Это означает, что дороги являются наиболее безопасными, если установлены ограничения, отражающие скорость, с которой движется около 85 процентов трафика, как это определено исследованиями скорости.

    При мышлении ниже 85-го процентиля расхожее мнение о том, что более низкие ограничения скорости делают дороги безопаснее, заменяется более прагматичной (и научно обоснованной) идеей о том, что для всех безопаснее, когда большинство транспортных средств едут с одинаковой скоростью.

    Согласно буклету «Установление реалистичных ограничений скорости» полиции штата Мичиган:

    В 2006 году штат Мичиган принял Государственный закон 85 с совпадающим названием, в котором говорилось, что все ограничения скорости должны устанавливаться в соответствии с исследованиями дорожного движения, то есть в большинстве случаев они нужно будет увеличить. Закон был решительно поддержан полицией штата Мичиган, а также группой защиты интересов водителей — Национальной ассоциацией автомобилистов, которая утверждала, что помимо повышения безопасности дорог, более высокие ограничения скорости устранят области применения хищнических мер, обычно известные как ловушки скорости.

    Короче говоря, реализация Public Act 85 была непоследовательной. Некоторые муниципальные руководители, чувствительные к опасениям по поводу более высоких ограничений скорости в жилых районах, сопротивлялись изменению своих ограничений в соответствии с новым законом. (Гранд-Рапидс печально известен искусственно заниженными ограничениями скорости.) В других городах Западного Мичигана ограничения были увеличены добровольно или неохотно после того, как автомобилисты начали успешно бороться с обвинениями в превышении скорости на том основании, что ограничения были слишком низкими.

    Так что насчет легковых и грузовых автомобилей? Исследование, проведенное Советом по исследованиям транспорта в начале 1990-х годов в 10 (тогда еще) штатах, в которых были разные ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей, показало, что грузовики действительно двигались с меньшей скоростью в этих штатах. Но если разница в скорости делает дороги более опасными, почему это хорошо?

    Джон Боуман, директор по связям с общественностью Национальной ассоциации автомобилистов, сказал, что группа поддерживает устранение дифференциальных ограничений скорости для легковых и грузовых автомобилей, которые «сводят на нет преимущества безопасности» мышления 85-го процентиля.

    «Мы не поддерживаем раздельные ограничения скорости, поскольку 85-й процентиль применяется ко всем транспортным средствам на дороге. Основной проблемой безопасности при работе здесь является перепад скорости, который является одной из основных причин дорожно-транспортных происшествий », — сказал Боуман.«Это создает условия движения, в которых автомобили вынуждены снижать скорость и ускоряться или внезапно менять полосу движения без предварительного предупреждения. Созданная непредсказуемость является причиной несчастных случаев. Когда весь трафик может двигаться в своем собственном темпе (обычно 85-й процентиль), эти непредсказуемые события уменьшаются, а количество аварий — меньше ».

    Здесь все зависит от того, какое исследование вы читаете. В 2006 году исследователи из Университета Арканзаса проанализировали аварии с грузовиками в штатах с дифференциальными ограничениями скорости (DSL) и с универсальными ограничениями скорости (USL) и обнаружили, что «изменение скорости и взаимодействие транспортных средств имеют прямое влияние на безопасность на шоссе.»(Спасибо читателю Джону Смиту за наводку.) Это, по-видимому, противоречит исследованию 2005 года, проведенному Национальной администрацией автомобильных дорог США, которое не обнаружило существенной разницы в уровне аварийности грузовых автомобилей в штатах DSL и штатах USL.

    Это может показаться очевидным. , но стоит отметить, что легковые и грузовые автомобили — это не одно и то же.Авторы исследования в Арканзасе признали, что для больших грузовиков, движущихся на более медленных скоростях, было легче торможение и маневрирование, что несколько усложняет аргумент безопасности 85-го процентиля.Тем не менее, тенденция к единообразным ограничениям; Техас и Иллинойс повысили ограничения скорости грузовиков за последние три года.

    Вопрос о том, является ли устранение ограничений дифференциальной скорости ключом к повышению безопасности грузовых автомобилей, останется предметом споров. Но менее спорный момент — это то, что ясно иллюстрируют остальные комментарии в колонке за понедельник: немного больше взаимного уважения сделает всех в большей безопасности.

    Есть вопрос для обсуждения на дорогах? Оставьте комментарий или напишите по электронной почте localnews @ grpress.com с «Обсуждением трафика» в строке темы.

    Давайте займемся физикой и узнаем о принципе импульса и принципе энергии работы

    Если вы хотите уделить время размышлениям об этом, я подожду.

    Я все еще жду.

    Хорошо, надеюсь, теперь у вас есть ответ. Если хотите, вы можете узнать у друзей, что они думают. Однако, поскольку меня здесь нет, а вас нет, я просто поделюсь двумя общими ответами, которые дают люди.

    Ответ №1: Световой автомобиль останавливается первым.Поскольку он имеет меньшую массу, сила, действующая на него, приводит к большему ускорению. Это, в свою очередь, заставляет автомобиль замедляться быстрее, потому что грузовик имеет большую массу и небольшое ускорение.

    Ответ № 2: Они останавливаются в одно и то же время. Да, это правда, что у машины меньшая масса и большее ускорение. Однако он стартует с гораздо большей скоростью, так как два автомобиля имеют одинаковый стартовый момент. В конце концов, оба автомобиля будут иметь одинаковую силу с одинаковым изменением импульса.Согласно принципу импульса, они должны иметь одинаковое изменение во времени.

    Ясно, что ответ № 2 правильный. Машины останавливаются одновременно, потому что трогаются с одинаковой скоростью. Ради интереса давайте создадим для этого численный расчет. Конечно, для этого требуются некоторые фактические значения массы двух транспортных средств, начального момента и тормозной силы. Мы скажем, что автомобиль имеет массу 10 кг (это действительно маленькая машина), а грузовик имеет массу 30 кг (в три раза больше массы крошечной машины).Начальный импульс составляет 20 кг * м / с, а тормозная сила — 2 ньютона.

    График x-скорости автомобиля и грузовика выглядит следующим образом:

    Вы можете видеть, что машина действительно трогается с места с большей скоростью, но обе машины останавливаются одновременно. Да, это график зависимости скорости от времени, а не расстояния от времени по очень конкретной причине.

    Другой вопрос об остановке транспортных средств

    Теперь следующий (и более интересный) вопрос. Используя ту же ситуацию, которую мы рассмотрели выше, какое транспортное средство останавливается на кратчайшем расстоянии и почему? Разберитесь и объясните свой ответ.Я подожду.

    На самом деле, вы должны ответить на этот вопрос. Не торопись.

    Пока жду, я буду наслаждаться этим изображением лошади.

    Rhett Allain

    Понимание крутящего момента: пикап или спорткар — бизнес — providencejournal.com

    Большинству читателей легко понять мощность; чем больше число, тем быстрее вы идете. Однако крутящий момент — это показатель, лежащий в основе лошадиных сил. Как только вы поймете, что это такое и его взаимосвязь …

    Большинству читателей легко понять мощность; чем больше число, тем быстрее вы идете.Однако крутящий момент — это показатель, лежащий в основе лошадиных сил. Как только вы поймете, что это такое и его отношение к лошадиным силам, вы обнаружите, что это не менее полезное число.

    Если вы помните свой школьный урок физики, вы, возможно, помните, что мощность — это скорость, с которой выполняется работа. В автомобильном двигателе производимая мощность называется лошадиными силами.

    Термин был придуман Джеймсом Ваттом, шотландским инженером, который настолько резко повысил эффективность паровой машины, что ему приписывают его изобретение.Он не. Но он изобрел ряд других вещей, в том числе концепцию лошадиных сил.

    В 1782 году лесопилка заказала у компании Watts двигатель для замены 12 лошадиных сил. Ватт использовал данные лесопилки, чтобы определить, что лондонская упряжная лошадь может работать со скоростью 22 000 фут-фунтов в минуту за восьмичасовой рабочий день. На всякий случай Ватт увеличил цифру на 50 процентов. Он определил мощность одной лошади как способность перемещать 33000 фунтов на один фут в минуту или 550 фунтов на один фут за секунду.

    Чтобы определить мощность двигателя автомобиля, автопроизводители используют динамометр, который измеряет крутящую силу, создаваемую коленчатым валом двигателя на различных скоростях или оборотах в минуту (об / мин). На самом деле, однако, динамометр не измеряет мощность. Это измерение крутящего момента.

    Крутящий момент — это крутящая сила, приложенная к объекту. Ты делаешь это все время. Снимите откручивающуюся крышку с бутылки с газировкой; Вы применили крутящий момент, чтобы сделать это.

    После определения крутящего момента двигателя математическая формула крутящего момента, умноженного на число оборотов в минуту и ​​разделенного на 5 252, используется для определения мощности.Крутящий момент можно измерить научно; лошадиные силы не могут.

    Итак, как эти два отношения связаны? Помните, крутящий момент — это сила, приложенная к объекту; мощность — это скорость, с которой она применяется. То, как они работают в вашем автомобиле, зависит от трансмиссии, дифференциалов и мостов транспортного средства.

    Рассмотрим и пикап, и спортивный автомобиль с 5,0-литровым двигателем V-8 и одинаковой мощностью. Пикап будет иметь более низкую передачу, так что на низких скоростях будет доступен больший крутящий момент для буксировки и буксировки.Напротив, для движения спортивного автомобиля не требуется большого крутящего момента. Вместо этого крутящий момент используется для максимально быстрого переключения передач спортивного автомобиля. Таким образом, спортивный автомобиль обычно имеет больший крутящий момент на высоких оборотах.

    Зная это, вы можете сказать, имеет ли силовая установка транспортного средства много шума при буксировке, или же силовая установка сильно нагружена скоростью. 3,5-литровый двигатель EcoBoost V-6 Ford F-150 имеет номинальный крутящий момент 420 фунт-фут при 2500 об / мин, что делает его идеальным для буксировки, поскольку пик крутящего момента составляет всего 2500 об / мин. В отличие от этого, крутящий момент в спортивном автомобиле обычно достигает максимума при более высоких оборотах; увеличьте обороты двигателя, и вы получите больше скорости, а не возможности буксировки.

    В конце концов, крутящий момент имеет большое значение не только для ощущения автомобиля, но и для его характеристик. Знайте числа, и вы знаете, что вас ждет в следующий раз, когда вы будете тест-драйв автомобиля или грузовика.

    Ограничение скорости, изменения дифференциала между легковыми и грузовыми автомобилями проводятся в 12 штатах

    Избранные официальные лица по всей карте добиваются изменений в правилах ограничения скорости в своих штатах.Примечательно, что законодатели в нескольких штатах добиваются отмены дифференциалов ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей, в то время как законодательство в одном западном штате будет вводить различия.

    Ассоциация независимых водителей-владельцев и операторов заявляет, что дороги наиболее безопасны, когда всем транспортным средствам разрешено двигаться с одинаковой скоростью. Ассоциация не выступает за конкретное ограничение скорости.

    Нью-Мексико

    Один законопроект на полпути к зданию штата вводит дифференциал ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей.

    Нью-Мексико теперь имеет ограничение скорости 75 миль в час для всех транспортных средств, движущихся по крупнейшим автомагистралям штата.

    Сенат проголосовал 26-11 голосов за внесение законопроекта о замедлении грузовиков до 65 миль в час на затронутых дорогах. Теперь он направляется в Дом.

    При поддержке сенатора Джорджа Муньоса, D-Gallup, в законопроект были внесены поправки, когда он дошел до пола камеры. Как было представлено, это требовало замедления грузовиков до 60 миль в час на межгосударственных автомагистралях.

    OOIDA утверждает, что закон отрицательно скажется на автомобильной общественности штата и снизит безопасность на дорогах.

    Майк Матусек, менеджер OOIDA по связям с правительством, говорит, что водители грузовиков не понаслышке наблюдают за негативными последствиями неправильного соблюдения правил дорожного движения, включая дифференциальные ограничения скорости.

    «OOIDA и наши члены выступают против дифференциальных ограничений скорости, потому что они противоречат безопасности, ограничивают способность водителей грузовиков полностью контролировать свое транспортное средство и негативно влияют на поведение других водителей и транспортных средств», — сообщил Матушек спонсору законопроекта. .

    «В конечном итоге они создают больше взаимодействий между легковыми и грузовыми автомобилями, что приводит к опасному обгону, агрессивному вождению и увеличению количества аварий».

    Законопроект ожидает дальнейшего рассмотрения в Комитете по торговле и экономическому развитию Палаты представителей.

    Калифорния

    В здании государственного управления предпринимаются две заметные попытки пересмотреть правила ограничения скорости в Золотом штате.

    Первый законопроект призывает отменить дифференциал ограничения скорости для легковых и грузовых автомобилей.

    В настоящее время меньшим транспортным средствам разрешено двигаться со скоростью 65 миль в час — 70 миль в час в определенных местах — в то время как большим транспортным средствам разрешено двигаться до 55 миль в час.

    При поддержке сборщика Рэнди Вопеля, R-Santee, AB172 повысит ограничения скорости грузовиков до 65 миль в час в сельской местности.

    «Мы рады, что по крайней мере кто-то в законодательном собрании Калифорнии заинтересован в рассмотрении раздельных ограничений скорости для легковых и грузовых автомобилей», — сказал Матушек. «Мы рассматриваем действующие в Калифорнии законы об ограничении скорости как фактор, сдерживающий безопасность на дорогах.”

    «Они также являются фактором увеличения заторов, выбросов углерода и повышения неэффективности движения местных, региональных и национальных товаров».

    Отдельный счет позволит ускорить проезд всех транспортных средств на участках межштатной автомагистрали 5 и шоссе штата 99.

    При поддержке сенатора Джона Морлача, Коста-Меса, SB319 призывает к добавлению двух полос в каждую сторону без ограничения скорости.

    Moorlach сказал, что его план является «жизнеспособной альтернативой» проекту системы высокоскоростных железных дорог, над которым ведущие государственные чиновники работали в течение многих лет. Он сказал, что его счет будет намного дешевле, чем проект «сверхскоростного поезда» стоимостью 77 миллиардов долларов, чтобы обеспечить более быстрое путешествие между Северной и Южной Калифорнией.
    «Если Сакраменто серьезно относится к разрешению калифорнийцам путешествовать между Лос-Анджелесом и районом залива, а строительство высокоскоростной железной дороги займет слишком много времени, давайте построим четыре дополнительных полосы без ограничения максимальной скорости, чтобы обеспечить высокую скорость на безопасной дороге. , — сказал Морлах в заранее подготовленном выступлении.

    Индиана

    Возобновление усилий в штате Хузье позволит покончить с разницей в скорости.

    Закон штата Индиана теперь разрешает автомобилям двигаться со скоростью 70 миль в час, в то время как автомобили весом более 26 000 фунтов ограничены до 65 миль в час.

    Член палаты представителей Майк Эйлсворт из провинции Хеврон на трех из последних четырех сессий законодательного собрания внес закон о сокращении разницы в скорости на сельских участках межштатных автомагистралей и платной дороге Индианы.

    Его последняя попытка разрешить грузовикам двигаться со скоростью 70 миль в час затронет примерно 63 000 транспортных средств, зарегистрированных в штате, и еще тысячи, которые ежедневно ездят на межштатные автомагистрали Индианы.

    В случае одобрения Министерство транспорта штата Индиана сообщило, что необходимо изменить 68 знаков ограничения скорости с ограничением 65 миль в час.

    В заявлении о финансовых последствиях, прилагаемом к законопроекту HB1092, отмечается, что расходы государства на замену вывесок составят около 11000 долларов. Кроме того, предполагается, что переход на новую версию может привести к меньшему количеству цитат из-за превышения скорости.

    Счет находится в Домском комитете дорог и транспорта.

    В других странах запрещенные изменения скорости распространяются на автомобилистов и профессиональных водителей.

    Арканзас

    Законодатель One House внес законопроект, который призван ускорить переход на более высокие ограничения скорости на некоторых автомагистралях штата.

    Закон Арканзаса разрешает Государственной дорожной комиссии увеличивать ограничения скорости только после завершения инженерно-транспортного расследования. Максимальные ограничения скорости на автомагистралях с контролируемым доступом могут составлять 75 миль в час.

    , спонсируемый представителем DeAnn Vaught, R-Horatio, HB1631 установит ограничение скорости 75 миль в час на автострадах за пределами городских районов.Скорости на городских автострадах будут установлены на уровне 65 миль в час.

    Новое ограничение скорости на участке проезжей части вернется к прежнему максимуму только после инженерного расследования и расследования дорожного движения, которое установит, что новый максимум небезопасен.

    Счет находится в комитете общественного транспорта палаты представителей.

    Айова

    В здании штата Айова преследуют более высокие скорости. Согласно одному законопроекту, принятому в Комитете по транспорту Сената, скорость на автомагистралях между штатами будет увеличена с 70 до 75 миль в час.

    Есть 17 штатов, разрешающих скорость не менее 75 миль в час. Только в двух из этих штатов (Айдахо и Монтана) автомобили могут двигаться с одной скоростью — 80 миль в час, а грузовики — на более медленной скорости — 70 и 65 миль в час соответственно.

    Критики говорят, что грузовые шины не предназначены для работы со скоростями, превышающими 75 миль в час. Они указывают на то, что производители шин говорят, что движение со скоростью более 75 миль в час может привести к лопанию шин, что создает проблемы с безопасностью.

    Еще один замеченный момент заключается в том, что многие перевозчики устанавливают максимальную скорость коммерческих автомобилей на уровне 65 миль в час — для экономии топлива.

    Счет штата Айова — SF26.

    Кентукки

    Законодатели Палаты представителей единогласно проголосовали за внесение законопроекта об увеличении ограничения скорости с 65 миль в час до 70 миль в час на двух шоссе. Законопроект сейчас передается в Сенат.

    HB266 добавит Автомагистраль между штатами 165 в список автомагистралей и бульваров в штате с указанием ограничений скорости 70 миль в час. Также будет разрешено более быстрое движение для всех транспортных средств на всем протяжении шоссе.

    Кроме того, будет разрешено движение со скоростью 70 миль в час по всей длине Bert T.Расширение бульвара Combs Mountain. В настоящее время разрешено движение со скоростью 70 миль в час по бульвару от I-64 до начала расширения Mountain Parkway в округе Вулф. В другом месте на затронутом бульваре установлено ограничение скорости 65 миль в час.

    Законопроект находится в Транспортном комитете Сената.

    Массачусетс

    Множественные законопроекты, внесенные в здание штата, пересмотрят правила ограничения скорости.

    Первый законопроект, h4023, увеличит ограничение скорости в штате с 65 миль в час до 70 миль в час.

    Другой законопроект, h4024, разрешит использование регулируемых ограничений скорости на дорогах с ограниченным доступом, включая Массачусетскую магистраль. Ситуации, которые могут активировать регулируемые ограничения скорости, включают заторы, погодные условия или «любой другой временный фактор, влияющий на безопасную скорость».

    Отдельный 14-страничный счет включает положение, касающееся рабочих зон проезжей части. S7 разрешит DOT Массачусетса устанавливать временные ограничения скорости в рабочих зонах. При наличии рабочих штрафы за превышение скорости в пострадавших районах увеличиваются вдвое.

    Счета находятся в Объединенной комиссии по транспорту.

    Миссури

    Один из депутатов штата Миссури надеется увеличить скорость на самых быстрых дорогах штата.

    Член палаты представителей Рон Хикс, R-Dardenne Prairie, представил законопроект о повышении ограничения скорости с 70 до 75 миль в час для всех транспортных средств на участках сельских автомагистралей и автомагистралей.

    Счет

    Хикса, HB295, находится в Транспортном комитете Палаты представителей.

    Монтана

    Палата представителей проголосовала 71 против 28 за внесение поправок в законопроект о повышении скорости грузовиков. Теперь он направляется в Сенат.

    При поддержке представителя Джошуа Кассмьера, R-Fort Benton, HB393 повысит ограничение скорости для грузовиков на автомагистралях между штатами с 65 до 70 миль в час в течение дня. Скорость грузовиков на всех автомагистралях между штатами будет установлена ​​на уровне 65 миль в час в любое время суток.

    На автомагистралях штата

    скорость ограничена 60 милями в час днем ​​и 55 милями в час ночью.

    Автомобилям разрешено двигаться со скоростью 65 миль в час по автомагистралям вне штата и до 80 миль в час по шоссе между штатами в сельской местности.

    «Ограничения скорости должны быть установлены для обеспечения свободного движения транспорта. В настоящее время скорость грузовиков снижена на 10 миль в час, что вызывает заторы на наших автомагистралях », — заявил Кассмьер во время недавнего слушания. «Я считаю, что более свободное движение транспорта отвечает интересам безопасности каждого».

    Законопроект ожидает передачи в комитет Сената.

    Огайо

    Положение, включенное в двухлетний транспортный бюджет штата, расширит использование регулируемых ограничений скорости по всему штату.

    В настоящее время регулируемые ограничения скорости ограничены тремя местоположениями: межштатной автомагистралью I-90 к востоку от Кливленда, I-670 в Колумбусе и I-175 недалеко от Цинциннати.

    HB62 призывает Министерство транспорта Огайо определить дороги, на которых изменение скорости может повысить безопасность водителя. Агентству не будет разрешено повышать ограничения скорости сверх установленного максимума.

    Счет находится в финансовом комитете палаты представителей.

    Оклахома

    Несколько законопроектов о внесении поправок в правила ограничения скорости для государственной магистрали и автомагистралей между штатами продвигаются вперед.

    Оклахома уже позволяет всем транспортным средствам двигаться со скоростью 75 миль в час по четырехполосным автомагистралям, включая межштатные. Однако закон штата от 2016 года разрешает более высокие объявленные скорости после расследования Департамента транспорта штата и дорожного движения.

    Два законопроекта, HB1071 и SB648, позволят увеличить скорость на магистрали до 80 миль в час вместо 75.

    Законопроекты также позволят увеличить максимальную заявленную скорость на сельских межгосударственных автомагистралях с 70 до 75 миль в час.

    Оба законопроекта ожидают рассмотрения в своих палатах.

    Орегон

    Два законопроекта о законодательном собрании штата Орегон касаются ограничений скорости в определенных областях.

    Один законопроект позволит изменять ограничения скорости в крупнейшем городе штата.

    HB2702 разрешит городу Портленду определять скорость на основных магистралях. В настоящее время только DOT штата Орегон может вносить изменения.

    Второй закон, SB397, позволит ODOT устанавливать более низкие скорости на шоссе штата в районах восточного Орегона с населением менее 40 000 человек. Скорости можно было изменить без проведения инженерных изысканий и исследований дорожного движения.

    Местные власти должны потребовать изменения.

    Законопроекты запланированы на общественные слушания на этой неделе в транспортном комитете соответствующей палаты.

    Почему ограничители скорости для грузовиков спасут жизни

    Автор Адриан Лунд, президент Страхового института дорожной безопасности. Это одна из серии периодических гостевых колонок лидеров отрасли.

    Мало что несет в себе больший потенциальный риск, чем полуприцеп, несущийся по шоссе со скоростью 80 миль в час. План федерального правительства потребовать на больших грузовиках ограничителей скорости, которые удерживали бы их скорость на заданном уровне — вероятно, 68 миль в час или ниже — является логическим шагом, который повысит безопасность.

    Экстремальные скорости стали обычным явлением, поскольку законодательные органы штатов по всей стране устанавливают все более и более высокие ограничения. Эти более высокие скорости тем опаснее, чем тяжелее транспортное средство. У больших грузовиков тормозной путь больше, чем у других транспортных средств, поэтому им труднее избежать аварии.Когда авария все же происходит, скорость и вес транспортного средства определяют задействованную энергию и, следовательно, серьезность столкновения. Даже легковесный грузовик весом 40 000 фунтов имеет в 13 раз больше энергии, чем автомобиль весом 3000 фунтов, движущийся с той же скоростью.

    Хотя для больших грузовиков опасность высоких скоростей усугубляется, тенденция к постоянному повышению ограничений имеет последствия для всех участников дорожного движения. Наше исследование, проведенное Страховым институтом безопасности дорожного движения, показало, что 33 000 смертей в период с 1993 по 2013 год можно отнести к увеличению ограничения скорости.Ежегодные потери от увеличения скорости в значительной степени сводят на нет количество жизней, спасаемых каждый год фронтальными подушками безопасности.

    (Источник: IIHS)

    Законодательные органы штата

    устанавливают ограничение максимальной скорости в каждом штате, а с 1995 года разрешают все более и более высокие ограничения. Начало этой тенденции последовало за нарушением национального ограничения максимальной скорости, федерального закона, который требовал от штатов принять 55 миль в час в качестве максимального ограничения скорости, чтобы получить свою долю финансирования дорожного движения.Обеспокоенность по поводу наличия топлива побудила Конгресс принять эту меру в 1973 году, но еще одним преимуществом стало снижение смертности в результате ДТП на 4000 только за первый год.

    По мере того, как проблемы с энергопотреблением исчезли, Конгресс ослабил ограничение в 1987 году, позволив штатам принимать ограничения до 65 миль в час на межштатных автомагистралях в сельской местности. Полная отмена была произведена в 1995 году. С тех пор штаты вводили все более высокие ограничения. Сегодня в 41 штате есть ограничения на скорость 70 миль в час и выше на некоторых дорогах. Сюда входят шесть штатов со скоростью 80 миль в час и один — Техас, где водители на некоторых дорогах могут проехать до 85 миль в час.

    Адриан Лунд

    Несмотря на смертельные последствия экстремальных скоростей, идея снижения ограничений для всех транспортных средств не получила поддержки в законодательных органах. Учитывая эту реальность, мы приветствуем предложение Федерального управления автомобильных перевозчиков и Национального управления безопасности дорожного движения хотя бы ограничить скорость самых больших транспортных средств.

    Некоторые критики предложенного правила выразили обеспокоенность по поводу того, что разные транспортные средства по одной дороге едут с разной скоростью.Но большинство грузовиков уже движутся в среднем с меньшей скоростью, чем легковые автомобили. Отчасти это связано с тем, что многие компании добровольно используют ограничители скорости для повышения безопасности и экономии топлива. Кроме того, в семи штатах ограничения максимальной скорости для грузовиков ниже, чем для легковых автомобилей.

    Однако небольшое количество грузовиков действительно движется с очень высокой скоростью, подвергая своих водителей и людей в автомобилях вокруг них серьезному риску. Недавно мы изучили эффект повышения ограничения скорости с 75 до 80 миль в час для всех транспортных средств на определенных участках дорог в Юте.Мы обнаружили, что доля больших грузовиков, превышающих 80 миль в час, выросла с 0,1% до 2,3%.

    Несмотря на то, что их число все еще невелико, каждый грузовик, едущий с такой скоростью, представляет большой риск, потому что у него на 50 процентов больше энергии, чтобы справиться с ним в чрезвычайной ситуации, чем если бы он двигался на 15 миль в час медленнее. Ограничители скорости, которые физически не позволяют грузовикам двигаться с такой скоростью, — это один из способов сделать дороги безопаснее для всех.

    Примечание редактора: Адриан Лунд — президент Страхового института дорожной безопасности и аффилированного института данных о дорожных потерях. Он начал работать в Институте в 1981 году в качестве ученого-бихевиориста.

    Связано: ATA возражает против предлагаемого федерального правила ограничения скорости для грузовых автомобилей

    Веб-сайт класса физики

    Грузовик и лестница

    Согласно первому закону Ньютона, движущийся объект продолжает движение с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила.Это естественная тенденция объектов продолжать делать то, что они делают. Все объекты сопротивляются изменениям в своем состоянии движения. В отсутствие неуравновешенной силы движущийся объект будет сохранять свое состояние движения. Это часто называют законом инерции .

    Закон инерции чаще всего проявляется при езде в легковых и грузовых автомобилях. Фактически, тенденция движущихся объектов продолжать движение является частой причиной множества транспортных происшествий — как малых, так и больших масштабов. Рассмотрим, например, лестницу, привязанную к верхней части малярного грузовика. По мере того как грузовик движется по дороге, лестница движется вместе с ним. Будучи плотно привязанной к грузовику, лестница движется в том же состоянии, что и грузовик. Когда грузовик ускоряется, лестница ускоряется вместе с ним; когда грузовик замедляется, лестница замедляется вместе с ним; и поскольку грузовик поддерживает постоянную скорость, лестница также поддерживает постоянную скорость.

    Но что произойдет, если лестницу небрежно привязать к грузовику таким образом, чтобы она могла свободно скользить по верхней части грузовика? Или что произойдет, если ремни со временем испортятся и в конечном итоге порвутся, что позволит лестнице скользить по верху грузовика? Предположим, что произойдет один из этих сценариев, лестница может больше не находиться в том же состоянии, что и грузовик.При наличии ремня силы, действующие на автомобиль, также действуют на лестницу. Лестница совершает то же ускоренное и замедленное движение, что и грузовик. Тем не менее, если ремня больше нет, лестница с большей вероятностью сохранит свое состояние движения. На анимации ниже изображен возможный сценарий.

    Если грузовик резко остановится и ремни перестанут функционировать, то лестница в движении продолжит движение.Если предположить, что трение между грузовиком и лестницей будет незначительным, лестница соскользнет с верха грузовика и будет подброшена в воздух. Как только он покидает крышу грузовика, он становится снарядом и продолжает движение, подобное снаряду.

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

    Первый закон Ньютона

    Инерция

    Состояние движения

    Сбалансированное vs.Несбалансированные силы

    .