Схема образования тормозной силы при действии колодочного и дискового тормозов. условие безъюзового торможения колесной пары

Как тормоза болида F1 могут быстро остановить автомобиль

Самые мощные тормозные механизмы в мире: каким образом тормоза болидов Формулы-1 способны останавливать автомобиль со скорости 320 км/ч менее чем за 4 секунды?

Тормоза на автомобилях Формулы-1 по праву считаются лидерами среди всех когда-либо изобретенных систем торможения в мировой истории, и не только автостроения. Они способны оттормозить автомобиль, несущийся со скоростью более 300 км в час до нуля, за считанные секунды, при этом создавая перегрузки для пилота во время замедления до 5g, то есть в пять раз превосходя ускорение свободного падения.

Для сравнения: во время спуска капсулы космического корабля космонавты испытывают меньшие перегрузки – равные 3-4 g, а у водителей Bugatti Veyron не получится превысить ускорение свободного падения и в 1.5 раза, оттормозившись со 100 км/ч до остановки за 2.3 секунды:

Как работают тормоза в болидах F1, и какие инженерные решения стоят за одной из самых продуктивных и технологичных систем торможения в мире?

Скотт Мэнселл с YouTube-канала Driver61 получил в свое распоряжение набор деталей тормозной системы от автомобиля F1 и, разобравшись в нюансах работы каждой части механизма, объяснил, что делает тормоза болидов Формулы-1 столь эффективными.

Сразу отметим, что в системе торможения гоночных автомобилей F1 нет ничего необычного, если брать во внимание тормозную систему в целом. Однако, как мы поймем ниже, при этом тормоза болидов крайне серьезно отличаются в нюансах

А мелочи, как известно, порой могут быть крайне важны, в том числе и в ситуациях, когда они связаны с техникой.

Итак, вот видео:

Видео взято с YouTube-канала «Driver61»

Уникальная конструкция суппорта болидов «Королевских гонок»

Суппорт, несмотря на схожую конструкцию с суппортами обычных автомобилей, имеет свои уникальные особенности.

У непосредственных тормозных механизмов, прижимающих колодки к дискам (суппортам), есть несколько уникальных конструкторских решений, делающих их крайне эффективными.

Если присмотреться к ним, то окажется, что поршни внутри имеют разный размер. Они увеличиваются в диаметре по направлению движения (вращения) диска, и для этого есть веская причина. Если бы все поршни были одинакового размера (как на обычных автомобилях), то колодка под сверхнагрузками изнашивалась бы больше на одном своем конце, и меньше на другом, уменьшая свой срок службы и снижая эффективность торможения, также увеличивая дисбаланс при торможении колес во время срабатывания тормозных механизмов.

Пример решения задачи на определение силы и времени торможения автомобиля

Известно, что грузовой автомобиль массой пять тысяч килограмм движется по горизонтальному пути со скоростью семьдесят два километра в час (20 метров в секунду).Необходимо: определить силу и время торможения автомобиля, если тормозной путь составил пять метров.

Дано: m=5000 кг; v=20 м/сек; s=5 мНайти: F-?; t-?

Решение

Исходя из того, что работа силы торможения численно равна изменению кинетической энергии движущегося автомобиля , получаем формулу для определения силы торможения

Подставив в формулу численные значения, рассчитаем силу торможения грузового автомобиля

н

Из формулы , при условии, что vt=0: , где , получаем формулу времени торможения

Время торможения автомобиля

сек

Ответ: сила торможения автомобиля составила двести тысяч ньютон, время торможения равно половине секунды.

Сухое и вязкое трение

Есть очень большая разница между вашим соприкосновением с водой в бассейне во время плавания и соприкосновением между асфальтом и колесами вашего велосипеда.

В случае с плаванием мы имеем дело с вязким трением — явлением сопротивления при движении твердого тела в жидкости или воздухе. Самолет тоже подвергается вязкому трению и вон тот наглый голубь из вашего двора.

А вот сухое трение — это явление сопротивления при соприкосновении двух твердых тел. Например, если школьник ерзает на стуле или злодей из фильма потирает ладоши — это будет сухое трение.

А если злодей чистоплотный и потирает ладоши, капнув на них антисептик?
Тогда это вязкое трение, не смотря на то, что руки — твердые тела. В данном случае есть влажная прослойка.

Вязкое трение в школьном курсе физики не рассматривается подробно, а вот сухое — разбирают вдоль и поперек. У сухого трения также есть разновидности, давайте о них поговорим.

Коэффициент эффективности торможения

В приведенных ранее формулах для определения времени тор­можения и тормозного пути автомобиля не учтен ряд конструк­тивных и эксплуатационных факторов, существенно влияющих на эффективность
торможения. Поэтому в действительности значе­ния времени и пути торможения могут быть на 20…60 % больше рассчитанных по этим формулам.

Для согласования результатов теоретических расчетов с экс­плуатационными данными служит коэффициент эффективно­сти торможения k_э. Он учитывает непропорциональность тор­мозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тор­мозных
механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколь­ко раз действительное замедление автомобиля
меньше теорети­ческого, максимально возможного на данной дороге.
Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4… 1,6 — для грузовых автомобилей и автобусов.

С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и
тормозного пути автомо­биля преобразуются к следующему виду:

Для случая торможения до полной остановки

гдеv_ниv_квыражены
в км/ч.

7.7.
Остановочный путь и диаграмма торможения

Остановочным называется путь, проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной оста­новки автомобиля.

Остановочный путь больше, чем тормозной, так как он кроме тормозного пути дополнительно включает в себя путь, проходи­мый автомобилем за время реакции водителя, время срабатыва­ния тормозного привода и увеличения замедления. Остановочный путь

S = S _д + S_тор , где S_д — дополнительный путь, м, или

где t′_p = 0,2..1,5 с — время реакции водителя, зависящее от его возраста, квалификации, утомляемости и т.д.; t_пp— время сраба­тывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия
тормозных механизмов, зависящее от конструкции тормозного привода и его технического состояния (составляет  0,2 с для гидравлического, 0,6 с — для пневматичес­кого, 1,0 с — для автопоезда с пневмоприводом); t_у = 0,2…0,5с — время увеличения замедления от нуля до максимального значе­ния;v_н — скорость автомобиля в начале торможения, км/ч.

Выражение для остановочного пути по­лучено при наличии допущения, что в течение
времени увеличения замедления автомобиль движется равнозамедленно и замедление в этом случае составляет 0,5j_зmax. Из формулы для остановочного пути следует, что он, как и тормозной путь,
характеризуется квадратичной за­висимостью от скорости. При увеличении начальной скорости он существенно воз­растает (см. рис. 7.2).

Остановочный путь автомобиль прохо­дит за остановочное время

t=t′_p+t_пр+t_у+t_тор.

Диаграмма торможения (рис. 7.3) представляет собой график изменения замедления и скорости автомобиля во времени при торможении. Она характеризует интенсивность торможения авто­мобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.

сила торможения — это… Что такое сила торможения?

drag

Англо-русский словарь технических терминов. 2005.

• сила тока
• сила тормозного нажатия

Смотреть что такое «сила торможения» в других словарях:

• сила торможения — тормозить — Тематики энергетика в целом Синонимы тормозить EN drag …   Справочник технического переводчика

• сила торможения — 3.4 сила торможения (braking force) Fmax, кН: Максимальная сила, измеряемая в анкерной точке крепления или на анкерной линии в течение периода торможения при испытании динамической нагрузкой. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• сила торможения — stabdymo jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Jėga, kurios veikiamas kūnas sustoja. atitikmenys: angl. retarding force; stopping power vok. Bremskraft, f rus. сила торможения, f; тормозящая сила, f pranc. force de… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• сила торможения — stabdymo jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. brake force vok. Bremskraft, f rus. сила торможения, f pranc. force de freinage, f …   Fizikos terminų žodynas

• Сила инерции — (также инерционная сила)  термин, широко применяемый в различных значениях в точных науках, а также, как метафора, в философии, истории, публицистике и художественной литературе. В точных науках сила инерции обычно представляет собой понятие …   Википедия

• СИЛА — физическое воздействие, приводящее или стремящееся привести к изменению состояния покоя или движения материального тела. Действие любых сил на тело подчиняется трем основным законам, сформулированным И. Ньютоном (1643 1727). Согласно первому из… …   Энциклопедия Кольера

• СИЛА НЕРВНОЙ ВОЛНЫ — свойство нервной системы, характеризующее ее выносливость, работоспособность и проявляющееся в следующем: 1) способности нервной системы, не переходя в тормозное состояние (торможение) выдерживать либо очень сильное, либо длительное (хотя и не… …   Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

• СИЛА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ — одно из основных качеств нервной системы, отражающее предел работоспособности клеток коры головного мозга, т.е. их способность выдерживать, не переходя в состояние торможения, либо очень сильное, либо длительно действующее возбуждение; С. н. п.… …   Психомоторика: cловарь-справочник

• ГОСТ Р 41.13-99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий M, N и O в отношении торможения — Терминология ГОСТ Р 41.13 99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий M, N и O в отношении торможения оригинал документа: 2.11 автоматическое торможение: Торможение одного из нескольких… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р 41.13-Н-99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения легковых автомобилей в отношении торможения — Терминология ГОСТ Р 41.13 Н 99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения легковых автомобилей в отношении торможения: 2.1. антиблокировочная система: Элемент системы рабочего тормоза, который во время торможения… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р 41.13-H-99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения легковых автомобилей в отношении торможения — Терминология ГОСТ Р 41.13 H 99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения легковых автомобилей в отношении торможения: 2.1 антиблокировочная система: Элемент системы рабочего тормоза, который во время торможения автоматически …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Какие факторы влияют на торможение и тормозной путь?

Решающим значением для длины тормозного пути, конечно же, является скорость автомобиля, с которой он движется по дороге. Также на тормозной путь влияет качество установленной на машину тормозной системы. В том числе важную роль, несомненно, играет и состояние дороги (снег, лед, качество асфальта/бетона, трещины в дорожном покрытии, листья, лужи и т. п.). И само собой, не стоит забывать о состоянии шин автомобиля. Ведь в определенных случаях изношенная резина сильно увеличит тормозной путь автомобиля, так как не сможет передавать нормальную тормозную способность дорожному покрытию в отличие от новых шин, имеющих нормальное сцепление с дорогой. 

Также ясно, что на мокрой поверхности тормозное расстояние машины больше, чем на сухом асфальте. 

Не стоит забывать и об уровне подготовки водителя. Особенно важна, как мы узнали, для итогового тормозного пути скорость реакции водителя на дорожную ситуацию, требующую остановки автомобиля. Но скорость реакции за рулем зависит не только от опыта вождения. Например, знаете ли вы, что когда вы садитесь за руль в сонном состоянии (не выспались, устали или долго находились за рулем), то скорость реакции может замедлиться почти в два раза по сравнению со скоростью реакции хорошо отдохнувшего водителя. 

В целом же на скорость принятия решения за рулем (скорость реакции) влияет много факторов: возраст водителя, алкогольное или похмельное состояние, употребление определенных медикаментов и в целом состояние здоровья. Так, при многих хронических заболеваниях скорость реакции многих водителей существенно снижается. Следовательно, все эти факторы серьезно влияют на тормозной путь автомобиля. 

То же самое касается и отвлечения внимания из-за смартфонов, которыми так любят пользоваться за рулем многие водители, несмотря на строгий запрет согласно нашему действующему законодательству.

Как мы уже сказали, на тормозной путь также влияет время отклика тормозной системы автомобиля на нажатую педаль тормоза. Особенно это касается старых автомобилей. Современные же, как правило, оснащены уже новым поколением тормозов, которые мгновенно активируются за счет максимального тормозного давления, как только вы резко ударите ногой по педали тормоза (например, при экстренном торможении). Эта технология позволила существенно сократить итоговый тормозной путь современных машин. 

Как определить тормозной путь формула физика

58 дн. с момента до конца 2 четверти

Как рассчитать тормозной путь

При торможении на автомобиль действует сила трения скольжения, поэтому по 2 закону Ньютона: µ mg = ma , отсюда а = µg. Путь до полной остановки рассчитывается по формуле: S = v 2 / 2 a . Тогда тормозной путь равен S = v 2 / 2µ g . Остановочный путь равен сумме пути автомобиля во время реакции водителя (равномерное движение) и тормозного пути: S = vt + ( v 2 / 2µ g ) .

При повороте на тело также действует сила трения, но тело движется по окружности, поэтому 2 закон Ньютона будет иметь вид: µ mg = mv 2 R . Тогда радиус поворота равен: R = v 2 µ g .

Не вписался в поворот

1. Вычислить остановочный путь автомобиля для начальной его скорости 72 км/ч , если он замедляется с постоянным ускорением 6 м/с 2 , а время реакции водителя составляет 1с.

2. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой группой школьников, собирающейся перейти дорогу. Как поступить целесообразнее: затормозить или повернуть?

Для домашнего задания:

1. На трассе за чертой города скорость автомобиля 110 км/ч. Включен дальний свет. Дорогу перебегает заяц. Какова его судьба?

2. На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом 16 м. Какова наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен 0,4?

3. Шофер автомобиля, едущего со скоростью 60 км/ч, внезапно видит перед собой на расстоянии 40 м широкую стену. Что ему выгоднее: затормозить или повернуть?

4. Выясните технические характеристики вашего семейного автомобиля (если в семье нет автомобиля – выберите в интернете понравившуюся модель и изучите ее). Какие технические средства безопасности пассажиров есть в автомобиле, выясните наличие антиблокировочная тормозная система и узнайте мнение водителя о ее роли.

5. При возможности практически выясните глубину зоны видимости при ближнем свете, входя в эту зону в темной одежде и со светоотражателем – например со знаком аварийной остановки в руках. Автомобиль стоит.

Торможение автомобиля на скользкой дороге

В гололед, на покрытой снегом дороге способ торможения отличается от действий на дорожном покрытии с нормальным сцеплением. В этом случае нудно последовательно понижать передачу и понемногу нажимать педаль тормоза. Одновременно нужно плавно включать сцепление или переключать передачи с перегазовкой. Это позволит избежать блокировки ведущих колес из-за  их проскальзывания.

Торможение автомобиля на скользкой дороге — целое искусство

Справка! Перегазовка  — временное прекращение давления на педаль тормоза и кратковременное нажатие на педаль сцепления. Некоторые водители могут не снимая педали с тормоза, нажимать носком или пяткой правой ноги на сцепление. Это делать нужно в промежутках между понижением передачи.

В любых условиях, при любой погоде, перед началом торможения нужно убедиться, что у вас есть место для маневра. Желательно подать сигнал ближайшим автомобилям о начале торможения

Например, привлечь внимание можно, несколько раз подряд нажав на педаль тормоза. Мигающие тормозные огни при любой погоде и любой видимости послужат сигналом для окружающих о том, что вы начинаете какие-то действия. Резкое торможение автомобиля – выход не самый лучший

При этом изнашиваются покрышки, трансмиссия, тормоза, интенсивно расходуется бензин. При экстренном торможении автомобиля на неровной или сколькой дороге, при проколе шины машина может стать неуправляемой

Резкое торможение автомобиля – выход не самый лучший. При этом изнашиваются покрышки, трансмиссия, тормоза, интенсивно расходуется бензин. При экстренном торможении автомобиля на неровной или сколькой дороге, при проколе шины машина может стать неуправляемой.

Иногда для более эффективного торможения используют ручной тормоз

Иногда для ускорения остановки автомобиля или при повреждении основной тормозной системы используют стояночный (ручной) тормоз, а также вспомогательную систему торможения.

О том, как тормозить зимой на скользкой дороге (гололёд), рассказано в видео.

Тормозная сила

Тормозная сила Т, вычисленная по одной из вышеприведенных формул, передается полностью на одну подкрановую балку и распределяется поровну между всеми колесами крана, расположенными на одном крановом пути.
 

Тормозная сила воспринимается колоннами одного ряда.
 

Тормозная сила — это искусственно создаваемая и управляемая внешняя сила, направленная в сторону, противоположную движению поезда; эта сила является внешней постольку, поскольку в процессе торможения движущийся поезд испытывает воздействие со стороны рельсов как результат возникших от трения тормозных колодок сопротивлений вращению колес. При этом появляются реакции R ( фиг.
 

Тормозная сила возникает между колесом и дорогой по направлению, препятствующему вращению колеса.
 

Тормозная сила зависит от силы нажатия тормозных колодок и коэффициента трения колодки о бандаж. Это явление приносит большой вред: снижается эффективность тормозов и появляются ползуны на колесных парах.
 

Тормозная сила при рекуперативном торможении определяется по тем же формулам ( 70), ( 71), что и при реостатном торможении.
 

Тормозная сила возникает не сразу после поворота рукоятки крана машиниста в тормозное положение. Нужно время на распространение воздушной волны по тормозной магистрали поезда, срабатывание воздухораспределителей, наполнение тормозных цилиндров, перемещение тормозной рычажной передачи до касания тормозными колодками бандажей и на увеличение нажатия колодок до установившейся величины. При этом тормоза вагонов головной части поезда срабатывают быстрее, чем хвостовых вагонов.
 

Тормозная сила 71 65 тс16 5 кН приложена на уровне верха головки рельса подкранового пути.
 

Тормозная сила может регулироваться также изменением сопротивления тормозного резистора, но это требует дополнительных переключающих аппаратов.
 

Тормозная сила измеряется на роликовом силовом тормозном стенде или на площадочном тормозном стенде линии экспресс-диагностики.
 

Тормозная сила, возникающая при взаимодействии заторможенного колеса с дорогой, ограничена, как и тяговая сила, величиной силы сцепления колеса с поверхностью дороги. Если тормозная сила превысит силу сцепления, колесо начнет скользить по дороге, не вращаясь ( пойдет юзом); при этом тормозная сила несколько уменьшится, так как коэффициент сцепления с дорогой при скольжении колеса ниже, чем при качении. На влажной, заснеженной или обледеневшей дороге, когда сила сцепления колес с дорогой становится значительно меньше, чем при движении по сухой твердой поверхности, соответственно уменьшается и тормозная сила. Поэтому на дороге со скользкой поверхностью нельзя быстро остановить автомобиль, даже если он имеет очень эффективные тормоза.
 

Схема — тормозных сил, действующих.

Тормозная сила, создаваемая тормозными колодками, зависит от коэффициента трения — между колодками и поверхностью колес или, дисков от силы нажатия колодок и от числа тормозных осей в составе.
 

Тормозная сила при электрическом торможении определяется по тормозным характеристикам. При этом величина тормозной силы должна приниматься с ограничением по сцеплению.
 

Зависимость тормозной силы от тока.| Тормозные характеристики реостатного торможения.

Когда и как производится замер

Расчет тормозного пути может потребоваться в следующих случаях:

• технические испытания транспортного средства;
• проверка возможностей машины после доработки тормозов;
• криминалистическая экспертиза.

Коэффициент сцепления с дорогой изменяется в зависимости от состояния покрытия и определяется по следующей таблице:

Состояние дороги	Фс
Сухая	0.7
Мокрая	0.4
Снег	0.2
Лед	0.1

Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.

В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.

Скорость	Сухо	Дождь	Снег	Лед
км/ч	метры
60	20,2	35,4	70,8	141,7
70	27,5	48,2	96,4	192,9
80	35,9	62,9	125,9	251,9
90	45,5	79,7	159,4	318,8
100	56,2	98,4	196,8	393,7
110	68	119	238,1	476,3
120	80,9	141,7	283,4	566,9
130	95	166,3	332,6	665,3
140	110,2	192,9	385,8	771,6
150	126,5	221,4	442,9	885,8
160	143,9	251,9	503,9	1007,8
170	162,5	284,4	568,8	1137,7
180	182,2	318,8	637,7	1275,5
190	203	355,3	710,6	1421,2
200	224,9	393,7	787,4	1574,8

Мы нашли интересный калькулятор, который не только рассчитывает показатель в зависимости от скорости и состояния дороги, но и наглядно показывает весь процесс. Находится здесь.

Импульс материальной точки

Второй закон Ньютона \(~m \vec a = \vec F\) можно записать в иной форме, которая приведена самим Ньютоном в его главном труде «Математические начала натуральной философии».

Если на тело (материальную точку) действует постоянная сила, то постоянным является и ускорение

\(~\vec a = \frac{\vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_1}{\Delta t}\) ,

где \(~\vec \upsilon_1\) и \(~\vec \upsilon_2\) — начальное и конечное значения скорости тела.

Подставив это значение ускорения во второй закон Ньютона, получим:

\(~\frac{m \cdot (\vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_1)}{\Delta t} = \vec F\) или \(~m \vec \upsilon_2 — m \vec \upsilon_1 = \vec F \Delta t\) . (1)

В этом уравнении появляется новая физическая величина — импульс материальной точки.

Импульсом материальной точки называют величину равную произведению массы точки на ее скорость.

Обозначим импульс (его также называют иногда количеством движения) буквой \(~\vec p\) . Тогда

\(~\vec p = m \vec \upsilon\) . (2)

Из формулы (2) видно, что импульс — векторная величина. Так как m > 0, то импульс имеет то же направление, что и скорость.

Единица импульса не имеет особого названия. Ее наименование получается из определения этой величины:

[p] = [m] · [υ] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .

Другая форма записи второго закона Ньютона

Обозначим через \(~\vec p_1 = m \vec \upsilon_1\) импульс материальной точки в начальный момент интервала Δt, а через \(~\vec p_2 = m \vec \upsilon_2\) — импульс в конечный момент этого интервала. Тогда \(~\vec p_2 — \vec p_1 = \Delta \vec p\) есть изменение импульса за время Δt. Теперь уравнение (1) можно записать так:

\(~\Delta \vec p = \vec F \Delta t\) . (3)

Так как Δt > 0, то направления векторов \(~\Delta \vec p\) и \(~\vec F\) совпадают.

Согласно формуле (3)

изменение импульса материальной точки пропорционально приложенной к ней силе и имеет такое же направление, как и сила.

Именно так был впервые сформулирован второй закон Ньютона.

Произведение силы на время ее действия называют импульсом силы. Не надо путать импульс \(~m \vec \upsilon\) материальной точки и импульс силы \(\vec F \Delta t\) . Это совершенно разные понятия.

Уравнение (3) показывает, что одинаковые изменения импульса материальной точки могут быть получены в результате действия большой силы в течение малого интервала времени или малой силы за большой интервал времени. Когда вы прыгаете с какой-то высоты, то остановка вашего тела происходит за счет действия силы со стороны земли или пола. Чем меньше продолжительность столкновения, тем больше тормозящая сила. Для уменьшения этой силы надо, чтобы торможение происходило постепенно. Вот почему при прыжках в высоту спортсмены приземляются на мягкие маты. Прогибаясь, они постепенно тормозят спортсмена. Формула (3) может быть обобщена и на тот случай, когда сила меняется во времени. Для этого весь промежуток времени Δt действия силы надо разделить на столь малые интервалы Δt_i, чтобы на каждом из них значение силы без большой ошибки можно было считать постоянным. Для каждого малого интервала времени справедлива формула (3). Суммируя изменения импульсов за малые интервалы времени, получим:

\(~\Delta \vec p = \sum^{N}_{i=1}{\vec F_i \Delta t_i}\) . (4)

Символ Σ (греческая буква «сигма») означает «сумма». Индексы i = 1 (внизу) и N (наверху) означают, что суммируется N слагаемых.

Для нахождения импульса тела поступают так: мысленно разбивают тело на отдельные элементы (материальные точки), находят импульсы полученных элементов, а потом их суммируют как векторы.

Импульс тела равен сумме импульсов его отдельных элементов.

Что такое формула тормозного пути?

В общем, торможение автомобиля делится на два вида. Например, есть нормальное торможение, а есть экстренное, когда вам нужно резко остановить машину, чтобы избежать аварии.

При торможении в повседневной жизни, допустим, если вы хотите остановить автомобиль на светофоре, вы обычно нажимаете педаль тормоза намного плавнее и мягче, чем при необходимости полностью остановить автомобиль на парковке во дворе. В этом случае вы не применяете в машине максимальное тормозное усилие. При таком плавном и мягком торможении, как правило, тормозной путь (тормозное расстояние) увеличивается. Примерное расстояние тормозного пути при нормальном торможении можно рассчитать по следующей простой формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) = тормозной путь в метрах

При экстренном торможении педаль тормоза, как правило, нажата целиком и с полной силой. Из-за более высокой силы торможения обычно тормозной путь машины сокращается примерно в 2 раза. Поэтому длину тормозного пути можно также вычислить по следующей формуле:

(Скорость в км/ч : 10) x (скорость в км/ч : 10) / 2 = тормозной путь в метрах

Внимание: Вычисляемый по этим формулам тормозной путь является лишь приблизительным значением и подсказкой для водителей. На самом деле в реальности тормозной путь может быть как меньше, так и больше

Ведь расстояние тормозного пути зависит от навыков и опыта вождения водителя, от технической исправности автомобиля, его конструкции, марки, модели, состояния дорог, состояния протектора резины и многих других факторов, которые напрямую влияют на длину тормозного пути. Но благодаря этим формулам вы примерно сможете высчитать среднюю длину тормозного пути машины при определенной скорости движения. Это позволит вам скорректировать ваш стиль управления автомобилем, а также станет хорошим пособием для водителей-новичков.

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».

Архив записей

Архив записейВыберите месяц Ноябрь 2022  (1) Сентябрь 2022  (1) Январь 2022  (2) Сентябрь 2021  (1) Июль 2021  (1) Июнь 2021  (2) Май 2021  (1) Апрель 2021  (1) Март 2021  (1) Сентябрь 2020  (1) Август 2020  (2) Июль 2020  (2) Июнь 2020  (2) Декабрь 2019  (3) Ноябрь 2019  (4) Октябрь 2019  (3) Сентябрь 2019  (2) Май 2019  (1) Октябрь 2018  (1) Июнь 2018  (1) Апрель 2018  (1) Январь 2018  (1) Ноябрь 2017  (1) Октябрь 2017  (1) Сентябрь 2017  (2) Август 2017  (4) Июль 2017  (5) Июнь 2017  (4) Май 2017  (5) Апрель 2017  (2) Март 2017  (1) Февраль 2017  (1) Январь 2017  (3) Декабрь 2016  (1) Ноябрь 2016  (2) Октябрь 2016  (3) Сентябрь 2016  (4) Август 2016  (6) Июль 2016  (9) Июнь 2016  (4) Май 2016  (5) Апрель 2016  (6) Март 2016  (5) Февраль 2016  (8) Январь 2016  (8) Декабрь 2015  (9) Ноябрь 2015  (4) Июль 2015  (1) Март 2015  (1) Февраль 2015  (1) Январь 2015  (1) Июль 2014  (1) Июль 2013  (1) Март 2013  (2) Декабрь 2012  (1) Ноябрь 2012  (1) Сентябрь 2012  (3) Август 2012  (4) Июль 2012  (4) Июнь 2012  (4) Май 2012  (4) Апрель 2012  (5) Март 2012  (7) Февраль 2012  (8) Январь 2012  (7) Декабрь 2011  (5) Ноябрь 2011  (1)

Принцип суперпозиции сил

Равнодействующая. Проекции сил на оси

Если на тело оказывают воздействие сразу несколько сил, какую из них необходимо учитывать при расчете ускорения? Правильный ответ – все.

Принцип суперпозиции сил гласит, что ускорение тела прямо пропорционально векторной сумме всех сил, действующих на тело:

Рассмотрим примеры задач на второй закон Ньютона (см. рисунок 2а и 2б). На тело, масса которого 2 кг, действуют две силы, F₁ = 3 Н, F₂ = 5 Н.

Рисунок 2 – Пример: на тело действуют две силы

На рисунке 2а эти силы сонаправлены, поэтому очевидно, что при поиске модуля равнодействующей их действие будет складываться: F_р = F₁ +F₂ = 3 + 5 = 8 Н. Ускорение тела будет направлено вправо, а его модуль будет считаться по второму закону Ньютона: a = 8 Н/2 кг = 4 м/с2.

Во втором случае силы противонаправлены. Нетрудно догадаться, что ускорение будет направлено в стороны силы, модуль которой больше (в данном случае это F₂). Следовательно, равнодействующая двух сил будет направлена влево и равна F_р = F₂ — F₁ = 5 — 3 =2 Н. Ускорение будет тоже направлено влево и равно: a = 2 Н/2 кг = 1 м/с2.

А что делать, если силы направлены в разные стороны (не вдоль одной линии)?

Представим, что четыре человека тащат один большой ящик в разные стороны так, как изображено на рисунке 3. Кто из них победит и куда будет двигаться ящик?

Рисунок 3 – Четыре человека тянут ящик в разные стороны, пытаясь сдвинуть ее с места

Так как в решении задач по физике нам не важно кто именно тянет коробку, но важно куда и с какой силой, необходимо перейти к более схематичному рисунку и ввести на нем оси, по отношению к которым будут рассматриваться силы. В данном примере проведем две оси – ОХ и ОY (как показано на рисунке 4) и обозначим углы между векторами и осями

Рисунок 4 – Введем оси для решения задачи

В проекции на ось ОХ равнодействующая сил, действующих на тело будет равна:

F_pх = F₁ – F₂ + F₃*cos(a) – F₄*sin(b).

А в проекции на OY равнодействующая приложенных сил будет:

F_pу = F₃*sin(a) – F₄*cos(b).

С помощью этих двух компонент можно найти составляющие ускорения вдоль осей ОХ и OY, записав второй закон Ньютона (предлагаем проделать это самостоятельно).

Следует отметить, что в проекции на оси ускорение или равнодействующая могут быть отрицательными. Это значит, что их направление противоположно направлению выбранной оси.