Care masina are o distanta mai mare de oprire - de la un balon incarcat la ochelari sau de la unul gol?
Mai mult de jumătate dintre oameni vor spune că sunt încărcați.
Și cum sunt cu adevărat lucrurile?
Pentru început, va trebui să vă plimbați în "zilele școlare minunate", și anume, la fizică pentru clasa a 6-a. Secțiunea "Forțele de frecare". Nu vom cădea adânc pe gleznă.
Deci, uită-te la imagine. Înainte de noi - cu un ochi Billy Bons la volanul Volkswagen. A văzut ceva pe șosea și a frânat cu puterea și principalul. În ceea ce privește fizica, atât Volkswagen, cât și Billy Bones sunt colectiv numite "corp". Forțele acționează asupra acestui corp. Este forța gravitației care presează corpul la pământ. forța de reacție a suportului N. pe care o contracarează. Aceste forțe, în cel mai simplu caz, pe o suprafață orizontală, sunt egale și direcționate în direcții diferite, iar rezultatul lor este zero. Pe lângă acestea, o altă forță acționează asupra corpului în mișcare - forța de frecare Ftr. Forța de frecare depinde de rezistența reacției suportului și de coeficientul de frecare, fiind direct proporțională cu aceasta. Și mai exact, este doar produsul lor: Ftr. = μN.
Dar forța de reacție a suportului este egală cu masa corpului, înmulțită cu accelerația gravitației g: N = mg.
Substituim valoarea lui N în formula forței de frecare:
FTP. = μmg
Deoarece pe întreaga planetă accelerația căderii libere este aceeași, concluzionăm că forța de frecare depinde de coeficientul de frecare și de greutatea corporală și mai mult de orice.
Dacă o anumită forță acționează asupra problemei, ea începe să accelereze (amintiți-vă că din punct de vedere al fizicii, inhibiția este și o accelerare, doar cu semnul opus). Conform celei de-a doua legi a lui Newton, această forță este egală cu produsul masei prin accelerație: F = ma
Prin urmare, accelerația este egală cu a = F / m.
Singura forță care acționează asupra corpului nostru este forța de frecare (rezultatul restului este zero, deci nu are efect). prin urmare,
a = Ftr. / m. adică accelerația (încetinirea decelerației) este egală cu forța de fricțiune împărțită de masa lui Billy Bons și a lui Volkswagen.
Dar forța de frecare este Ftr. = μmg. Înlocuim această valoare în formula noastră:
a = μmg / m. Masa împărțită la această masă este redusă. Prin urmare, a = pg
Deci, accelerația (în cazul nostru - intensitatea inhibiției) depinde doar de coeficientul de frecare! Indiferent de masa corpului, se contractă de la noi, adică cu cât este mai mare masa, cu atât mai mare va fi forța de frecare și exact aceeași mărime.
Se pare că totul este deja clar. Dar trebuie să rezolvăm problema până la sfârșit și să calculam distanța de oprire. E ușor. Accelerația a este egală cu viteza v divizată de timpul t
a = V / t
atunci
t = V / a = V / pg
Conform legii mișcării uniform accelerate, distanța S este egală cu:
S = la 2/2
atunci
S = pg (V / pg) 2/2 = (V2 / pg) / 2 = V2 / 2 pg
Distanța de frânare depinde numai de viteza și coeficientul de frecare și nu depinde de masa mașinii.
Deoarece accelerarea caderii libere este o valoare constantă și este egală cu 9,81 m / s 2. ea poate fi simplificată după cum urmează:
S = V2 / 20μ
Deci, spun legile fizice neschimbate. Dar, dacă vă uitați la caracteristicile mașinilor, este ușor de găsit că camioanele au o distanță de frânare mai mare decât cea a mașinilor. Se pare că acestea încalcă aceste legi extrem de incontestabile? Bineînțeles că nu. Pentru a înțelege acest lucru, este necesar să se meargă dincolo de fizica elementară și bine familiarizat cu proprietățile sistemelor de frânare (în special, diferența dintre „pasager“ hidraulic și aer „marfă“ - și acestea sunt diferite), precum și - în funcția anvelope. În special, pneul în conformitate cu coeficientul de frecare asupra temperaturii sale și, cel mai important, cu privire la ce punct de topire pentru a începe de cauciuc. Cu cât anvelopa începe să se topească, cu atât va fi mai mult distanța de oprire. Și înainte de aceasta anvelopa începe să se topească, care este presat mai tare pe asfalt. Asta este - anvelopa camionului.
Cu toate acestea, în cazul cel mai general, când vitezele sunt rezonabile, distanța de frânare a unei mașini specifice nu va depinde de cantitatea încărcată. Nu credeți acei oameni care susțin că o mașină încărcată foarte mult are mai mult. El este la fel de exact ca unul gol.
În ceea ce privește autovehiculul cu remorcă, care nu este echipat cu frâne, atunci prin simple transformări obținem următoarea formulă de accelerare:
a = pg (1 + mpr / maw)
Ceea ce arată că însăși masa remorcii nu contează, dar este important doar raportul dintre masa remorcii la greutatea vehiculului: cu atât mai mare este - cu atât mai mare accelerația și, prin urmare, distanța de frânare. Direct proporțională cu raportul dintre masele de masina, care frânele și frâna remorcii, care nu se poate. S = V2 / 2 pg (1 + (mpr / maw))
Se poate observa că dacă masa remorcii este egală cu jumătate din masa mașinii, distanța de oprire va crește cu jumătate, adică va fi de o jumătate de ori mai lungă. Și dacă masa remorcii este egală cu masa mașinii - de două ori.