Как рассчитать тормозной путь физика

Путь реакции

Путь реакции это расстояние, которое автомобиль успел проехать с того момента, как вы заметили опасность, до того момента, как вы начали тормозить или поворачивать.

Путь реакции зависит от:

• Скорости автомобиля. Путь реакции прямо пропорционален скорости: в 2 раза больше скорость = в 2 раза больше путь реакции.
• Времени реакции. Нормальное время реакции человека составляет 0.5 – 2 сек. На время реакции оказывают влияние опыт, возраст, состояние водителя и многие внешние факторы. Обычно лучшее время реакции у опытных водителей, в возрасте 45 – 54 года.

Путь реакции можно существенно сократить, если вы:

• Предвидите опасную ситуацию.
• Внимательно следите за дорогой и готовы к действиям.

Путь реакции может существенно увеличиться, если

• водителю приходится делать выбор между действиями (например, между торможением и поворотом)
• водитель находится под воздействием алкоголя, наркотиков или лекарств
• водитель устал

Расчет пути реакции

Допустим, автомобиль движется со скоростью 50 км/час и время реакции составляет 1.5 секунды.

• Переводим км/час в м/с. 50 + 10 % = 55
  55 / 4 = 13.75 м/с
• Умножаем скорость (в м/с) на время (в сек.) получаем пройденный путь. 13.75 * 1.5 путь реакции = 20.625 метра.

Тормозной путь

Тормозным путем называется расстояние, которое проезжает автомобиль с момента начала торможения и до полной остановки.

Тормозной путь зависит от:

• скорости автомобиля, рост квадратичный, в 2 раза больше скорость => в 4 раза больше тормозной путь. в 3 раза увеличивается скорость => в 9 раз возрастает тормозной путь.
• состояния дороги, играют роль уклон, состояние дорожного покрытия, сухая дорога или мокрая и пр.
• массы автомобиля, у груженого автомобиля тормозной путь больше.
• колес и тормозов, состояние тормозной системы, количество колес, качество протектора, наличие дополнительных систем торможения и пр.

Расчет тормозного пути

Очень трудно расчитать тормозной путь для абстрактного автомобиля. Обычно большинство задач сводится к тому, что зная тормозной путь на одной скорости, необходимо вычислить его для другой скорости. Зная, что зависимость квардратичная, это достаточно просто. Тем не менее есть некоторые цифры, которые можно брать за основу.

Считается, что средний автомобиль на хорошей сухой дороге, двигаясь со скоростью 10 км/час, имеет тормозной путь 0.4 метра. Соответственно, для скорости 20 км/час он составит 1.6 метра, 30 км/час – 3.6 метра, 50 км/час – 10 метров.

Более точные цифры можно получить, воспользовавшись формулой S = V² / (250 * k), в которой S это тормозной путь, V – скорость автомобиля в км/час, k – коэффициент трения колес по асфальту (0.8 для сухой дороги – 0.1 для льда). Формула дает результат для скорости 50 км/час – 12.5 метров.

Остановочный путь

Остановочный путь есть сумма пути реакции и тормозного пути. Задачи по вычислению остановочного пути сводятся к вычислениям пути реакции и тормозного пути.

Обычно в экзаменационных вопросах разница между вариантами ответов достаточно существенна. Вам не нужно вычислять подобные цифры с точностью до знака после запятой. Если приближенное вычисление показывает ответ "12", То, как правило, этого достаточно, если вам необходимо выбрать между вариантами ответов "5", "10" и "20".

Калькулятор тормозного пути позволит оценить тормозной путь автомобиля, движущегося с заданной скоростью. Для использования укажите тип дорожного покрытия, на котором тормозит автомобиль и скорость, при которой начинается торможение. Калькулятор рассчитает сколько метров пройдет автомобиль при торможении.

Калькулятор тормозного пути

Формула тормозного пути

Формула для нахождения тормозного пути

Формула для нахождения тормозного пути применяется в подразделениях ГИБДД. Именно она используется в нашем калькуляторе. В этой формуле:

S — тормозной путь,

Кт — тормозной коэффициент (для легкового автомобиля равен 1),

V — скорость автомобиля,

Kсц — коэффициент сцепления.

Понятия и пояснения

Тормозной путь — это путь, который проходит автомобиль с момента, когда сработал тормозной механизм до полной остановки автомобиля. На него влияют:

• состояние и тип дорожного покрытия,
• состояние шин автомобиля,
• начальная скорость автомобиля,
• масса автомобиля,
• исправность тормозной системы.

Остановочный путь — путь с момента обнаружения опасности до полной остановки автомобиля. Понятно, что тормозной путь входит в остановочный. Кроме того в остановочный путь входят:

1. путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
2. путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы.

Первый параметр зависит от множества факторов, определяющим из которых является времени реакции водителя. По результатам многочисленных экспериментов, оно может меняться от 0,3 до 1,5 секунды. В среднем можно считать время реакции водителя равное 1 секунде. Кроме этого существует понятие «нормативное время восприятия сложной ситуации» равное 0,8 секунды. Также установлено, что время реакции у женщин, при возникновении сложной дорожной ситуации может достигать 2,5-3 секунд, тогда как у мужчин 1,5-2 секунды. Кроме этого на время реакции влияет:

• опыт водителя,
• его эмоциональное состояние,
• возраст,
• время суток и погодные условия,
• прием медикаментов,
• состояние алкогольного или иного опьянения,
• место возникновения опасной ситуации.

Время срабатывания тормозной системы зависит от ее типа и технического состояния. Тормозная система с гидравлическим приводом срабатывает за 0,2 – 0,3 секунды, с пневматическим за 0,5 –0,6 секунд.

4.1 Определение остановочного времени автомобиля с полной нагрузкой и без нагрузки

Остановочное время автомобиля определяется по следующей формуле:

(4.1)

где – время реакции водителя, с;

– время срабатывания тормозной системы, с;

– время нарастания замедления, с;

k_э – коэффициент эффективности торможения;

V₀– скорость автомобиля непосредственно перед началом торможения, м/с;

– коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги;

g– ускорение свободного падения;

принимаем равным 0,8 с;

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов 0,2 – 0,3 с, для автомобилей с пневматическим приводом тормозов 0,6 – 0,8 с;

рассчитывается по формуле:

(4.2)

где G– вес автомобиля с данной нагрузкой, Н;

b– расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести, м;

h_ц– расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, м;

k₁–скорость нарастания тормозных сил, кН/с;

L– база автомобиля, принимаем 3,77м.

Расстояние от задней оси автомобиля до центра тяжести рассчитывается по формуле:

(4.3)

где М₁ – масса автомобиля, приходящаяся на переднюю ось, кг;

М– масса всего автомобиля с данной нагрузкой, кг;

k₁ выбирается в зависимости от типа тормозной системы:

для автомобилей с гидравлическим приводом тормозов k₁ = 15 – 30 кН/с;

k_э выбирается в зависимости от типа автомобиля и его весового состояния из следующей таблицы.

Таблица 4.1 – Значения коэффициентов эффективности торможения

Коэффициент эффективности торможения k_э