Как найти пройденный путь при торможении

Как найти пройденный путь при торможении

Формулы расчета остановочного и тормозного пути, а также безопасной дистанции.

В теоретическом экзамене есть вопрос о среднем времени реакции водителя, правильным ответом на который является 1 секунда. Также в билетах ГИБДД имеется вопрос, связанный с безопасной дистанцией. Есть вопросы, касаемые торможения. Но, как говорится, теория – это теория, которая, увы, с практикой, как правило, не имеет ничего общего.

Во-первых, то, что вы учили в билетах, является теорией, основанной на усредненных значениях и различных исследованиях. Фактически же время реакции водителя, остановочный и тормозной путь зависят от многих факторов и не могут быть точно рассчитаны для всех случаев. Тем не менее каждый водитель должен уметь рассчитывать эти параметры хотя бы приблизительно. 

Тормозной путь автомобиля

Тормозной путь – это расстояние, которое будет пройдено автомобилем между контактом водителя с педалью тормоза и полной остановкой транспортного средства. Также стоит понимать различия между «нормальным торможением» и «экстренным торможением». В том числе не нужно забывать, что погодные условия влияют на тормозной путь. Если на дороге есть снег, тормозной путь, естественно, увеличивается. 

Вот формула расчета тормозного пути:

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

Пример расчета: представим, что вы едете со скоростью 50 км/ч по городу и подъезжаете к пешеходному переходу, по которому идут дети. Расчет: (50 км/ч : 10) х (50 км/ч : 10) = 25 (метров). Таким образом, тормозной путь вашей машины составляет 25 метров. Поэтому вы должны учитывать длину тормозного пути, чтобы спокойно своевременно начать тормозить и остановиться перед пешеходным переходом. 

Имейте в виду, что при экстренном торможении вы обычно нажимаете педаль тормоза полностью. В этом случае, как правило, тормозной путь сокращается вдвое. Вот формула тормозного пути при экстренном торможении:

 

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

Пример расчета: вы едете по городу со скоростью 50 км/ч, и вдруг на дорогу выкатывается мяч, за ним бежит ребенок. Вам нужна экстренная остановка автомобиля. Расчет: (50 км/ч : 10) х (50 км/ч : 10)/2 = 12,5 (метров). Тормозной путь вашей машины при экстренном торможении составит 12,5 метра. 

Время и путь реакции водителя

Время реакции водителя – это время, которое пройдет с момента обнаружения водителем опасности на дороге до начала принятия мер по ее предотвращению.

Путь реакции водителя – это путь, который пройдет автомобиль с момента обнаружения водителем опасности на дороге до нажатия педали тормоза. 

Вот формула расчета пути, который пройдет автомобиль в момент реакции водителя на опасность: 

(Скорость в км / ч: 10) x 3 = путь реакции в метрах

Пример расчета: представим, что вы едете со скоростью 100 км/ч по проселочной дороге и внезапно на дорогу выбегает лось. Расчет: (100 км/ч : 10) х 3 = 30 (метров). То есть, после того как вы среагируете на опасность на дороге, ваша машина проедет примерно 30 метров. Добавьте к этому тормозной путь автомобиля.

Внимание: эти правила не являются научно правильными формулами и дают только приблизительное значение!

Остановочный путь автомобиля

Остановочный путь – это расстояние, пройденное транспортным средством с момента обнаружения водителем опасности на дороге до полной остановки машины. 

Если вы хотите рассчитать остановочный путь автомобиля, вы должны добавить к тормозному пути автомобиля путь, пройденный за время реакции водителя. Вот как это можно сделать:

(Скорость в км / ч: 10) х 3 + (скорость в км / ч: 10) х (скорость в км / ч: 10)

Первое значение в выражении – это путь реакции водителя, пройденный автомобилем, пока водитель реагирует на опасность на дороге. Второе выражение – это формула расчета тормозного пути. Для того чтобы вычислить остановочный путь транспортного средства, необходимо оба результата сложить вместе. 

Пример расчета:  вы едете на своей машине со скоростью  50 км/ч. Расчет: (50 км/ч : 10) х 3 = 15 метров пути проедет машина при реагировании на опасность на дороге (50 км/ч : 10) x (50 км/ч : 10) = 25 метров составит тормозной путь автомобиля. В итоге, сложив оба значения, получаем, что остановочный путь транспортного средства составит 40 метров. 

Внимание: эти правила не являются научно правильными формулами и дают только приблизительное значение!

Дистанция

  • Три длины автомобиля. Любой, кто путешествует в городских условиях, должен соблюдать дистанцию ​​не менее 15 метров, или три длины автомобиля.
  • Половина спидометра: для безопасной дистанции за пределами населенных пунктов обращайте внимание на скорость автомобиля. Для того чтобы вычислить безопасную дистанцию, разделите на 2 текущую скорость, которую показывает спидометр. В итоге вы получите дистанцию до других автомобилей в метрах. Пример: на скорости 70 км/ч вы должны держаться до впереди идущего автомобиля на расстоянии не менее 35 метров. Причем это касается сухого асфальта в летнее время. 
  • Двойное расстояние: в случае плохой видимости или плохих дорожных условий вы должны удвоить безопасную дистанцию.
Источник

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 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.

Ваша оценка

[Оценок: 462 Средняя: 3.4]

Расчет тормозного пути Автор admin средний рейтинг 3.4/5 – 462 рейтинги пользователей

Источник

  • Автошкола Спб

  • Блог

  • Что такое тормозной путь автомобиля и от чего он зависит?

Что такое тормозной путь автомобиля и от чего он зависит?

Одним из важных параметров безопасности, о котором должны знать выпускники курсов вождения, является тормозной путь автомобиля. Способность машины быстро снижать свою скорость до нуля всегда будет цениться среди автовладельцев. Но что такое тормозной путь и от чего он зависит?

Что называется тормозным путем?

Тормозной путь – расстояние, которое требуется автомобилю, чтобы остановиться с момента начала работы системы торможения.

Под данным термином подразумевается отрезок пути, который машина преодолевает с момента начала срабатывания тормозной системы до полной остановки транспортного средства. Некоторые водители путают это понятие с “остановочным путем”, но не смотря на схожесть в названии, есть четкая смысловая разница.

Тормозной путь – это способность автомобиля, точнее, показатель его возможности экстренно совершить быструю остановку. Чем он меньше, тем больше шансов остаться в живых при ДТП. Короткий тормозной путь может запросто спасти жизнь невнимательному пешеходу, ребенку или появившейся на дороге собаке.

Что подразумевают под остановочным путем?

Остановочный путь – расстояние, которое проходит транспортное средство с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки

Минимальное время реакции водителя – 0,4с. Чтобы остановить машину, ему вначале нужно обработать информацию о ситуации на дороге. Рефлексы помогают нам быстро нажать педаль тормоза, но реакция и осмысление происходящего тоже требуют некоторого времени. За это время автомобиль проезжает на заданной скорости какое-то расстояние, прежде чем начинается торможение.

Остановочный путь образуется из суммы тормозного пути и расстояния, отведенного на время реакции водителя. По-другому это определение звучит так: это небольшой отрезок дороги, который преодолевает автомобиль или любое другое транспортное средство с того самого момента, когда шофер заметил опасность до полной остановки. Вполне естественно, что остановочный путь будет всегда и при любых условиях больше тормозного.

При этом тормозной путь автомобиля будет всегда одинаков, даже если за рулем сидят разные водители. Тормозная система работает всегда одинаково при выжиме педали тормоза до упора. А вот различия в остановочном пути существенны. Они зависят от индивидуальных особенностей человека, который находится за рулем, а также от его состояния. К примеру, не трезвый водитель имеет более длительное время реакции, а, следовательно, больше остановочный путь. Поэтому можно сделать вывод, что этот параметр больше относится к самому человеку и лишь во вторую очередь – к машине.

Что такое формула тормозного пути

В специальных дорожных службах, на испытательных автомобильных полигонах, автопроизводители, сотрудники исследовательских центров и просто люди, близкие науке, стараются вычислить данный параметр автомобиля, посредством испытаний и даже на стадии проектирования.

При торможении автомобиль подчиняется законам физики, а значит, его тормозной путь можно рассчитать. Формула, позволяющая его определить, звучит следующим образом: тормозной путь равен отношению скорости автомобиля в момент начала торможения в квадрате, помноженному на тормозной коэффициент, к 254 помноженным на коэффициент сцепления с дорожным покрытием.  

Данная формула уже давно применяется практически во всех подразделениях ГИБДД и является наиболее точной.

Как найти тормозной путь?

Найти его не сложно. Достаточно подставить в уже имеющуюся формулу значения:

Допустим, что скорость автомобиля в момент начала торможения составляет 110 километров в час. Чтобы подставить коэффициент сцепления шин с дорогой, необходимо обратиться к табличным значениям. Допустим, дорожное покрытие – мокрый асфальт. Согласно табличным данным, коэффициент на данном покрытии будет равен 0,45. Коэффициент торможения для легковой машины составляет 1. Таким образом, тормозной путь легковушки составит 98-100 метров.

При этом остановочный путь будет немного длиннее тормозного. При 100 метрах тормозного пути, остановочный составит около 120 метров, учитывая среднее время реакции водителя на изменяющуюся дорожную обстановку около 1 сек.

Что влияет на длину тормозного пути?

Тормозной путь зависит от множества факторов. Поэтому при расчете можно смело увеличивать или уменьшать показания, исходя из:

  • состояния покрышек;
  • средней скорости движения;
  • общее состояние машины, включая тормозную систему;
  • особенности дороги – асфальт, гравий, грязь или снег;
  • наличие или отсутствие АБС в машине;

Читайте также: как управлять автомобилем с автоматической коробкой передач правильно.

АБС

Начать следует с самой популярной системы – АБС. Многие автовладельцы ошибочно полагают, что антиблокировочная система колес должна уменьшать тормозной путь. На самом деле, она просто сохраняет управляемость автомобиля при попытке оттормозиться юзом.

Учитывая особенность работы ABS, она чисто физически не может сократить тормозной путь автомобиля, поэтому торможение юзом при равных условиях будет эффективнее.

Скорость движения

Как уже ясно из формулы средняя скорость движения оказывает большое влияние на длину этого пути. Чем быстрее движется машина, тем дольше она будет останавливаться, следовательно, тормозной путь прямо пропорционален этому параметру.

Техническое состояние автомобиля

Немаловажное значение имеет и исправность автомобиля. Есть множество факторов, которые могут оказать влияние на способность быстро останавливаться. К примеру, состояние тормозных дисков и колодок. Если диски кривые, то эффективность торможения будет снижаться, ровно так же, если бы колодки были изрядно стерты.

Другой негативный момент – вообще отсутствие тормозов на одном из контуров. К примеру, на старых автомобилях сильно страдают задние барабанные тормоза из-за недобросовестного обслуживания. Из-за этого эффективность торможения серьезно снижается, а значит, увеличивается путь необходимый для остановки.

Дорожное покрытие

Вид дорожного покрытия также влияет на длину этого пути. Машина по-разному будет вести себя на грязи, асфальте или гравийном покрытии. Для торможения нужна хорошая сила трения, поэтому лучшими характеристиками для сцепления шин с дорогой обладает асфальт. Его коэффициент сцепления составляет 0,8 для сухого покрытия и 0,45 для мокрого. При этом худшим принято считать лед – всего 0,1.

Проблема мокрого асфальта состоит в том, что на его поверхности создается маленькая водяная пленка. При торможении, шина собирает большое количество воды перед собой и скользит по ней, увеличивая тормозной путь автомобиля. Зимой эта проблема актуальна, но при этом создает опасность и гладкая поверхность льда. Резине сложнее за нее зацепиться, даже шипованной.

Состояние покрышек

Последним, но тоже очень важным фактором сцепления шин с дорогой в процессе торможения является их состояние. Чем ниже остаточная величина протектора, тем большее расстояние пройдет автомобиль при торможении.

Рисунок протектора имеет большое значение. Если его нет, покрышке попросту нечем цепляться за поверхность дороги, отсюда низкое трение, особенно на гололеде и мокрой дороге. Если на шине остается достаточно большая толщина протектора, то сила трения возрастает и автомобиль быстрее снижает свою скорость.

Особого внимания заслуживают летние и зимние шины не по сезону. Применение летних шин зимой чревато очень длительным торможением. Летняя шина при низких температурах становится жесткой и не способна держаться за дорогу. Зимняя резина, напротив, слишком мягкая и буквально “плавает” по асфальту зимой. Мягкая резина будет дольше скользить по асфальту, прежде чем остановится.

Влияет ли масса машины?

Многие автовладельцы ошибочно полагают, что вес машины может оказывать большое влияние на длину тормозного пути. На самом деле, это не так, даже если машина движется с горы. Масса лишь увеличивает кинетическую энергию, а она, в свою очередь, перегревает тормоза, снижая их эффективность. При условии, что автомобиль будет загружен до разрешенной массы, тормозной путь его будет одинаковым с другим таким же автомобилем, но с меньшей массой. Чтобы не перегреть тормоза, рекомендуется использовать торможение двигателем на спуске.

Как уменьшить тормозной путь?

Зная о причинах большого тормозного пути, проблему можно решить несколькими способами:

  • Привести техническое состояние автомобиля в порядок. Здесь подразумевается полностью обслуженная тормозная система. Колодки должны иметь достаточную толщину, а диски не должны иметь биений. Все рабочие тормозные цилиндры не должны иметь подклиниваний.
  • Следите за шинами. Резина должна иметь остаточную величину протектора в пределах нормы. Эту норму задают в ПДД и перечне неисправностей, с которыми эксплуатация автомобиля запрещена. Она составляет не менее 1,6 мм.
  • Двигаться с меньшей скоростью. Если вы не уверенны в тормозном пути своего автомобиля, значит, необходимо сбавить скорость. Скорость – это 60% влияния на тормозной путь машины, а потому этот параметр необходимо контролировать.
  • Используйте торможение “педаль в пол”. Если сохранение управляемости в данный момент не в приоритете, то торможение с полной блокировкой колес будет самым эффективным. К сожалению, на автомобилях с АБС повлиять на это никак нельзя.
  • Выбирайте погодные условия. Состояние дороги будет напрямую зависеть от погоды. Если осадков ожидается много, имейте ввиду, двигаться придется медленнее обычного. Хорошим вариантом для поездки является – солнечный летний день.
  • Не перегревать тормозные колодки. Чтобы сохранить их эффективность в экстренной ситуации, для торможения можно использовать двигатель машины.

Поможет ли торможение двигателем снизить тормозной путь?

На отдельных участках дорог, к примеру, затяжных спусках, целесообразнее использовать торможение двигателем. Суть данного способа заключается в том, что водитель отпускает педаль газа, двигаясь на передаче и замедляется за счет падения оборотов двигателя.

Но помогает ли этот способ сократить расстояние, необходимое для торможения? Нет. Как было сказано ранее, чтобы остановить машину перед внезапно возникшим препятствием, необходимо тормозить юзом и создать максимальное трение с дорожным покрытием. Подобный способ торможения поможет лишь сохранить управляемость автомобиля и не допустит перегрева колодок, но использовать его, как средство сокращения тормозного пути – неправильно.


Источник

Диаграмма
торможения –
представляет собой график изменения  замедления и скорости автомобиля во
время движения при торможении. Она характеризует интенсивность торможения
автомобиля с учетом всех составляющих остановочного времени.

  • tр – время реакции водителя (0,2…1,5
    с    );
  • tз – время
    запаздывания или время срабатывания тормозной системы, зависит от
    конструкции тормозного механизма;
    •              Для гидравлической
      тормозной системы – 0,2 с;
    •              Для
      пневматической тормозной системы – 0,6 с;
    •              Для
      автопоезда с пневмоприводом – 1,0 с;
  • tн – время начала
    замедления (0,2…0,5 с);
  • tс – время спада;
  • tтор – время
    непосредственного торможения;
  • tо – время до полной остановки
    автомобиля с момента торможения

При торможении на автомобиль действует сила трения
скольжения, поэтому по 2 закону Ньютона:  
µmg
=
ma,     отсюда  
а = µg.  Путь до полной
остановки рассчитывается по формуле:    S =
v2
/ 2a.  
Тогда
тормозной путь равен:           S = v2
/ 2µg.
 Остановочный путь равен сумме пути автомобиля во время
реакции водителя (равномерное движение) и тормозного пути: S=
vt
+
(v2
/ 2µg).
                                                                                                                                      

                                                Тормозной путь не зависит от массы автомобиля! ЗДЕСЬ доказательтво

 При
повороте на тело также действует сила трения, но тело движется по окружности,
поэтому 2 закон Ньютона будет иметь вид:   µmg = mv2 / R.  Тогда
радиус поворота равен:      R = v2
/
µg.

Не вписался в поворот

Задачи:

1. Вычислить остановочный
путь автомобиля для начальной его скорости 72 км/ч , если он замедляется с
постоянным ускорением 6 м/с2,
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?

Шаг на пути к безопасности.  ЗДЕСЬ

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?

С родителями:

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.

Источник

Геометрический смысл перемещения заключается в том, что перемещение есть площадь фигуры, заключенной между графиком скорости, осью времени и прямыми, проведенными перпендикулярно к оси времени через точки, соответствующие времени начала и конца движения.

При равноускоренном прямолинейном движении перемещение определяется площадью трапеции, основаниями которой служат проекции начальной и конечной скорости тела, а ее боковыми сторонами — ось времени и график скорости соответственно. Поэтому перемещение (путь) можно вычислить по формуле:

Формула перемещения

Пример №1. По графику определить перемещение тела в момент времени t=3 с.

Перемещение есть площадь фигуры, ограниченной графиком скорости, осью времени и перпендикулярами, проведенными к ней. Поэтому в нашем случае:

Извлекаем из графика необходимые данные:

  • Фигура 1. Начальная скорость — 3 м/с. Конечная — 0 м/с. Время — 1,5 с.
  • Фигура 2. Начальная скорость — 0 м/с. Конечная — –3 м/с. Время — 1,5 с (3 с – 1,5 с).

Подставляем известные данные в формулу:

Перемещение равно 0, так как тело сначала проделало некоторый путь, а затем вернулось в исходное положение.

Варианты записи формулы перемещения

Конечная скорость движения тела часто неизвестна. Поэтому при решении задач вместо нее обычно подставляют эту формулу:

v = v0 ± at

В итоге получается формула:

Если движение равнозамедленное, в формуле используется знак «–». Если движение равноускоренное, оставляется знак «+».

Если начальная скорость равна 0 (v0 = 0), эта формула принимает вид:

Если неизвестно время движения, но известно ускорение, начальная и конечная скорости, то перемещение можно вычислить по формуле:

Пример №2. Найти тормозной путь автомобиля, который начал тормозить при скорости 72 км/ч. Торможение до полной остановки заняло 3 секунды. Модуль ускорения при этом составил 2 м/с.

Перемещение при разгоне и торможении тела

Все перечисленные выше формулы работают, если направление вектора ускорения и вектора скорости совпадают (а↑↑v). Если векторы имеют противоположное направление (а↑↓v), движение следует описывать в два этапа:

Этап торможения

Время торможения равно разности полного времени движения и времени второго этапа:

t1 = t – t2

Когда тело тормозит, через некоторое время t1 оно останавливается. Поэтому скорость в момент времени t1 равна 0:

0 = v01 – at1

При торможении перемещение s1 равно:

Этап разгона

Время разгона равно разности полного времени движения и времени первого этапа:

t2 = t – t1

Тело начинает разгоняться сразу после преодоления нулевого значения скорости, которую можно считать начальной. Поэтому скорость в момент времени t2 равна:

v = at2

При разгоне перемещение s2 равно:

При этом модуль перемещения в течение всего времени движения равен:

s = |s1 – s2|

Полный путь (обозначим его l), пройденный телом за оба этапа, равен:

l = s1 + s2

Пример №3. Мальчик пробежал из состояния покоя некоторое расстояние за 5 секунд с ускорением 1 м/с2. Затем он тормозил до полной остановки в течение 2 секунд с другим по модулю ускорением. Найти этот модуль ускорения, если его тормозной путь составил 3 метра.

В данном случае движение нужно разделить на два этапа, так как мальчик сначала разогнался, потом затормозил. Тормозной путь будет соответствовать второму этапу. Через него мы выразим ускорение:

Из первого этапа (разгона) можно выразить конечную скорость, которая послужит для второго этапа начальной скоростью:

v02 = v01 + a1t1 = a1t1 (так как v01 = 0)

Подставляем выраженные величины в формулу:

Перемещение в n-ную секунду прямолинейного равноускоренного движения

Иногда в механике встречаются задачи, когда нужно найти перемещение тела за определенный промежуток времени при условии, что тело начинало движение из состояния покоя. В таком случае перемещение определяется формулой:

За первую секунду тело переместится на расстояние, равное:

За вторую секунду тело переместится на расстояние, равное разности перемещения за 2 секунды и перемещения за 1 секунду:

За третью секунду тело переместится на расстояние, равное разности перемещения за 3 секунды и перемещения за 2 секунды:

Видно, что за каждую секунду тело проходит перемещение, кратное целому нечетному числу:

Из формул перемещений за 1, 2 и 3 секунду можно выявить закономерность: перемещение за n-ную секунду равно половине произведения модуля ускорения на (2n–1), где n — секунда, за которую мы ищем перемещение тела. Математически это записывается так:

Формула перемещения за n-ную секунду

Пример №4. Автомобиль разгоняется с ускорением 3 м/с2. Найти его перемещение за 6 секунду.

Подставляем известные данные в формулу и получаем:

Таким же способом можно найти перемещение не за 1 секунду, а за некоторый промежуток времени: за 2, 3, 4 секунды и т. д. В этом случае используется формула:

где t — время одного промежутка, а n — порядковый номер этого промежутка.

Пример №5. Ягуар ринулся за добычей с ускорением 2,5 м/с2. Найти его перемещение за промежуток времени от 4 до 6 секунд включительно.

Время от 4 до 6 секунд включительно — это 3 секунды: 4-ая, 5-ая и 6-ая. Значит, промежуток времени составляет 3 секунды. До наступления этого промежутка успело пройти еще 3 секунды. Значит, время от 4 до 6 секунд — это второй по счету временной промежуток.

Подставляем известные данные в формулу:

Проекция и график перемещения

Проекция перемещения на ось ОХ. График перемещения — это график зависимости перемещения от времени. Графиком перемещения при равноускоренном движении является ветка параболы. График перемещения при равноускоренном движении, когда вектор скорости направлен в сторону оси ОХ (v↑↑OX), а вектора скорости и ускорения сонаправлены (v↑↑a), принимает следующий вид:

График перемещения при равнозамедленном движении, когда вектор скорости направлен в сторону оси ОХ (v↑↑OX), а вектора скорости и ускорения противоположно (v↓↑a), принимает следующий вид:

Определение направления знака проекции ускорения по графику его перемещения:

  • Если ветви параболического графика смотрят вниз, проекция ускорения тела отрицательна.
  • Если ветви параболического графика смотрят вверх, проекция ускорения тела положительна.

Пример №6. Определить ускорение тела по графику его перемещения.

Перемещение тела в момент времени t=0 с соответствует нулю. Значит, ускорение можно выразить из формулы перемещения без начального ускорения. Получим:

Теперь возьмем любую точку графика. Пусть она будет соответствовать моменту времени t=2 с. Этой точке соответствует перемещение 30 м. Подставляем известные данные в формулу и получаем:

График пути

График пути от времени в случае равноускоренного движения совпадает с графиком проекции перемещения, так как s = l.

В случае с равнозамедленным движением график пути представляет собой линию, поделенную на 2 части:

  • 1 часть — до момента, когда скорость тела принимает нулевое значение (v = 0). Эта часть графика является частью параболы от начала координат до ее вершины.
  • 2 часть — после момента, при котором скорость тела принимает нулевое значение (v = 0). Эта часть является ветвью такой же, но перевернутой параболы. Ее вершина совпадает с вершиной предыдущей параболы, но ее ветвь направлена вверх.

Такой вид графика (возрастающий) объясняется тем, что путь не может уменьшаться — он либо не меняется (в состоянии покоя), либо растет независимо от того, в каком направлении, с какой скоростью и с каким ускорением движется тело.

Пример №7. По графику пути от времени, соответствующему равноускоренному прямолинейному движению, определить ускорение тела.

При равноускоренном прямолинейном движении графиком пути является ветвь параболы. Поэтому наш график — красный. График пути при равноускоренном прямолинейном движении также совпадает с графиком проекции его ускорения. Поэтому для вычисления ускорения мы можем использовать эту формулу:

Для расчета возьмем любую точку графика. Пусть она будет соответствовать моменту времени t=2 c. Ей соответствует путь, равный 5 м. Значит, перемещение тоже равно 5 м. Подставляем известные данные в формулу:

Задание EF18553

Тело массой 200 г движется вдоль оси Ох, при этом его координата изменяется во времени в соответствии с формулой х(t) = 10 + 5t– 3t2(все величины выражены в СИ).

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимости от времени в условиях данной задачи.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные и перевести их единицы измерения величин в СИ.

2.Записать уравнение движения тела при прямолинейном равноускоренном движении в общем виде.

3.Сравнить формулу из условия задачи с этим уравнением движения и выделить кинематические характеристики движения.

4.Определить перемещение тела и его кинетическую энергию.

5.Выбрать для физических величин соответствующую позицию из второго столбца таблицы и записать ответ.

Решение

Из условия задачи известна только масса тела: m = 200 г = 0,2 кг.

Так как тело движется вдоль оси Ox, уравнение движения тела при прямолинейном равноускоренном движении имеет вид:

x(t)=x0+v0t+at22

Теперь мы можем выделить кинематические характеристики движения тела:

• a/2 = –3 (м/с2), следовательно, a = –6 (м/с2).

Перемещение тела определяется формулой:

s=v0t+at22

Начальная координата не учитывается, так как это расстояние было уже пройдено до начала отсчета времени. Поэтому перемещение равно:

x(t)=v0t+at22=5t−3t2

Кинетическая энергия тела определяется формулой:

Ek=mv22

Скорость при прямолинейном равноускоренном движении равна:

v=v0+at=5−6t

Поэтому кинетическая энергия тела равна:

Ek=m(5−6t)22=0,22(5−6t)2=0,1(5−6t)2

Следовательно, правильная последовательность цифр в ответе будет: 34.

Ответ: 34

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Задание EF18774

На рисунке показан график зависимости координаты x тела, движущегося вдоль оси Ох, от времени t (парабола). Графики А и Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение этого тела, от времени t. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

К каждой позиции графика подберите соответствующую позицию утверждения и запишите в поле цифры в порядке АБ.

Алгоритм решения

  1. Определить, какому типу движения соответствует график зависимости координаты тела от времени.
  2. Определить величины, которые характеризуют такое движение.
  3. Определить характер изменения величин, характеризующих это движение.
  4. Установить соответствие между графиками А и Б и величинами, характеризующими движение.

Решение

График зависимости координаты тела от времени имеет вид параболы в случае, когда это тело движется равноускоренно. Так как движение тела описывается относительно оси Ох, траекторией является прямая. Равноускоренное прямолинейное движение характеризуется следующими величинами:

  • перемещение и путь;
  • скорость;
  • ускорение.

Перемещение и путь при равноускоренном прямолинейном движении изменяются так же, как координата тела. Поэтому графики их зависимости от времени тоже имеют вид параболы.

График зависимости скорости от времени при равноускоренном прямолинейном движении имеет вид прямой, которая не может быть параллельной оси времени.

График зависимости ускорения от времени при таком движении имеет вид прямой, перпендикулярной оси ускорения и параллельной оси времени, так как ускорение в этом случае — величина постоянная.

Исходя из этого, ответ «3» можно исключить. Остается проверить ответ «1». Кинетическая энергия равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Графиком квадратичной функции является парабола. Поэтому ответ «1» тоже не подходит.

График А — прямая линия, параллельная оси времени. Мы установили, что такому графику может соответствовать график зависимости ускорения от времени (или его модуля). Поэтому первая цифра ответа — «4».

График Б — прямая линия, не параллельная оси времени. Мы установили, что такому графику может соответствовать график зависимости скорости от времени (или ее проекции). Поэтому вторая цифра ответа — «2».

Ответ: 24

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Задание EF18831

На рисунке представлен график зависимости модуля скорости υ автомобиля от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от t1=20 с до t2=50 с.

Алгоритм решения

  1. Охарактеризовать движение тела на различных участках графика.
  2. Выделить участки движения, над которыми нужно работать по условию задачи.
  3. Записать исходные данные.
  4. Записать формулу определения искомой величины.
  5. Произвести вычисления.

Решение

Весь график можно поделить на 3 участка:

  1. От t1 = 0 c до t2 = 10 с. В это время тело двигалось равноускоренно (с положительным ускорением).
  2. От t1 = 10 c до t2 = 30 с. В это время тело двигалось равномерно (с нулевым ускорением).
  3. От t1 = 30 c до t2 = 50 с. В это время тело двигалось равнозамедленно (с отрицательным ускорением).

По условию задачи нужно найти путь, пройденный автомобилем в интервале времени от t1 = 20 c до t2 = 50 с. Этому времени соответствуют два участка:

  1. От t1 = 20 c до t2 = 30 с — с равномерным движением.
  2. От t1 = 30 c до t2 = 50 с — с равнозамедленным движением.

Исходные данные:

  • Для первого участка. Начальный момент времени t1 = 20 c. Конечный момент времени t2 = 30 с. Скорость (определяем по графику) — 10 м/с.
  • Для второго участка. Начальный момент времени t1 = 30 c. Конечный момент времени t2 = 50 с. Скорость определяем по графику. Начальная скорость — 10 м/с, конечная — 0 м/с.

Записываем формулу искомой величины:

s = s1 + s2

s1 — путь тела, пройденный на первом участке, s2 — путь тела, пройденный на втором участке.

s1 и s2 можно выразить через формулы пути для равномерного и равноускоренного движения соответственно:

Теперь рассчитаем пути s1 и s2, а затем сложим их:

s1 + s2 = 100 + 100 = 200 (м)

Ответ: 200

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Алиса Никитина | Просмотров: 25.3k

Источник

Добавить комментарий