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:
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
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:
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:
Отсюда получаем тормозной путь, не зависящий от массы:
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:)):
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».
Зачастую покупатели машин смотрят на разгон до 100 км/ч, расход топлива на 100 км. Однако при этом мало кто смотрит на тормозной путь. А зря!
На самом деле торможение куда важнее любых других технических характеристик. Ведь быстро остановиться означает спасти жизнь, автомобиль, бампер, фары. Попробуйте вспомнить, какой тормозной путь у вашей машины? 99 процентов, что не то что не помните, а и никогда не знали об этом. Более того, большинство автовладельцев не понимают, насколько много или мало тормозного пути в 30 или 40 метров при остановке со 100 км/ч.
Любопытно знать, что даже не все сотрудники ГАИ разбираются в длине тормозного пути. Примером тому служат новости с фразами «тормозной путь Ланоса составил 18 метров, при этом скорость была порядка 100 км/ч». Абсурдность подобных комментариев заключается в том, что тормозной путь у Bugatti Veyron со 100 км/ч составляет 31,4 метра.
Чтобы исправить такое положение вещей, АвтоПортал расскажет о тормозном пути.
Как узнать тормозной путь
Учитывая важность такого параметра, как тормозной путь, кажется странным политика автопроизводителей. Ведь они практически никогда и нигде не указывают тормозной путь для своих моделей.
Исключения составляют разве что спорткары и те автомобили, которые могут похвастаться лучшими характеристиками в классе. Достаточно вспомнить , отличающийся лучшим в сегменте тормозным путем (35 метров).
В большинстве же случаев узнать тормозной путь практически невозможно. Единственный вариант - отыскать этот показатель в результатах тест-драйвов, проводимых независимыми авто-экспертами из различных организаций и СМИ. Говоря проще, точной информации, скажем, о тормозном пути Ланоса никто не даст.
Почему?
Казалось бы, какие у автопроизводителей могут быть сложности с указанием тормозного пути. Если получается измерять разгон и указывать расход топлива (как это делают автогиганты, читайте в статье АвтоПортала о паспортном расходе), то почему нельзя указывать тормозной путь? Вопрос риторический.
Возможно, это связано с тем, что слишком низкий процент клиентов, интересующихся данным показателем. Не исключено и то, что измерение тормозного пути требует длительных и сложных испытаний, результаты которых могут разнится от множества факторов. Снег, дождь, температура воздуха, влажность, ветер, шины... с другой стороны, все это играет такую же важную роль и при определении динамики разгона!
Вывод: скорее всего автопроизводители проводит внутренние тесты для измерения тормозного пути, но разглашают эту информацию лишь в том случае, если им удалось добиться ну очень хороших показателей. В определенной мере это подтвердила пресс-службу российского производителя АвтоВАЗа, где на наш запрос ответили так:
«У АвтоВАЗа есть внутризаводские нормативы, регламентирующие допустимые показатели по тем или иным характеристикам автомобиля. Разглашение или неразглашение информации о данных тестирования определяется требованиями закона и процессом сертификации транспортных средств».
Также мы поинтересовались о тормозном пути у четырех украинских автоимпортеров, но на момент публикации материала ни один из них не смог предоставить вразумительный ответ о возможности получения информации о показателях тормозного пути продаваемых ныне моделей.
Есть ли нормы
Несмотря на то, что мало кто из автопроизводителей разглашает тормозной путь моделей, в Евросоюзе принято считать опасными все машины, которые не могут остановиться за 40 метров (стандарт качества ISO 9001) при торможении со 100 км/ч (речь идет о сухом асфальте). А таких в Украине большинство. Подавляющее большинство... Например, ЗАЗ Lanos. Существует немало модификаций этой модели, которые несколько отличаются конструкцией и эффективностью тормозов. Тем не менее, можно располагать определенными данными.
Тест «Авторевю» Lanos 1,5 86 л.с. без ABS (седан)
Тормозной путь со 100 км/ч - 46,5 м
Тест «За Рулем» Lanos 1,5 86 л.с. без ABS (хетчбек)
Тормозной путь со 100 км/ч - 48,2 м
Важно сказать, что тесты проводились на автомобилях без АБС. Это дает основания предполагать, что при наличии этой системы показатели будут гораздо лучше. Хотя надо сказать, что даже такие данные очень неплохие, как для бюджетного авто, да еще и без ABS. Ведь есть масса примеров, когда машины без АБС останавливаются лучше, чем автомобили-конкуренты с антиблокировочной системой. К примеру, согласно испытаниям «Авторевю», автомобилю Geely CK с системой ABS+EBD для полной остановки со ста километров в час необходимо почти на 4 метра больше дистанции, нежели Ланосу без АБС.
Стоит упомянуть и , который провалил испытания на торможение, проводимые французским изданием L"Automobile Magazine. Для остановки со 100 км/ч ему понадобилось 46 метров. Также в 2010-м году не прошли подобные испытания Renault Koleos и . Публиковало свой список «плохо тормозящих» автомобилей и немецкое издание Autobild. Оказалось, что даже очень дорогие машины не всегда могут хорошо останавливаться:
Lexus RX 450h (41,2 м)
Honda Jazz и Honda CR-V третьего поколения (41,3 м)
Dodge Nitro (41,4 м)
Suzuki Alto, Citroen C1 и Daihatsu Cuore (42 метра)
Nissan X-Trail (42,4 м)
Suzuki Grand Vitara (42,5 м)
Mitsubishi Pajero (42,6 м)
Dacia/Renault Duster (43,8 м - наверное немцы «тормозят» лучше французов)
Mercedes G-klasse (47 м)
Suzuki Jimny (48,3 м)
Лидеры
Говоря об автомобилях с самой лучшей тормозной динамикой, в подавляющем большинстве это суперкары и гиперкары штучного производства (Bugatti Veyron, Koenigsegg и пр.). Но среди лучших есть и относительно массовые модели, которые доступными точно не назовешь, однако их можно встретить на просторах нашей родины.
Так выглядит ТОП-25 серийных машин (оснащенных тормозами Brembo) с лучшим тормозным путем:
Что влияет на тормозной путь
Современные машины изобилуют всевозможными системами, уменьшающими тормозной путь. Это и ABS, и помощники при экстренном торможении. Обо всех из них АвтоПортал расскажет в отдельном материале, а пока что ознакомьтесь с влиянием состояния дорожного полотна на тормозную динамику.
Величина тормозного пути зависит от скорости движения, от состояния покрытия дороги, от исправности тормозов и других факторов. Например, при скорости легкового автомобиля 30 км/ч при резком торможении автомобиль проходит тормозной путь, равный 10 м. При скорости 60 км/ч тормозной путь составит уже 40 м. То есть при увеличении скорости в два раза тормозной путь увеличивается в четыре раза. Тормозной путь намного увеличивается, если торможение автомобиля происходит на скользкой дороге (в дождь или снег).
Разумеется, влияет на тормозной путь коэффициент сцепления, который зависит от погоды и может существенно отличаться в зависимости от температуры воздуха и осадков:
Рыхлый снег (плотность 0,06-0,20 г/см3, коэффициент сцепления 0,20);
- уплотненный снег или накат (плотность 0,30-0,60 г/см3, коэффициент сцепления 0,10-0,25);
- гололед - пленка (толщина до 3 мм) или корка (толщина до 10 мм) с коэффициентом сцепления 0,08-0,15
Каким бы дорогим и высокотехнологичным (или наоборот) не был ваш автомобиль, помните о законах физики и коэффициенте сцепления - зимой это особенно важно.
Когда водитель-новичок садится за руль, через две-три поездки он убеждается на личном опыте: тормозной путь не всегда одинаков. В некоторых ситуациях это расстояние оказывается жизненно важным, поэтому каждый обязан уметь рассчитывать тормозной путь своего автомобиля.
С точки зрения теории, тормозной путь – это дистанция, которую преодолело транспортное средство от момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки. Эта цифра зависит от нескольких факторов: скорости, дорожного покрытия, изношенности тормозной системы, разновидности шин и их состояния. Для расчета тормозного пути применяется формула S = Kэ x V x V/(254 x Фc). Обозначение S – это длина тормозного пути в метрах, Kэ – тормозной коэффициент (у легковой машины этот показатель равен единице), V – скорость в начале торможения (в км/ч), Фc – коэффициент сцепления с дорогой. Последнее значение зависит от погоды: для сухого асфальта оно равно 0,7, для мокрого – 0,4, для укатанного снега – 0,2, а при гололеде – 0,1.
Не забывайте, что выжав педаль тормоза до предела, вы можете полностью заблокировать колеса, тогда машина станет неуправляемой. Будьте внимательны на дороге, соблюдайте умеренный скоростной режим, и сможете обезопасить себя, своих пассажиров и других участников движения от дорожно-транспортных происшествий.
У какого автомобиля больше тормозной путь - у груженого под завязку или у пустого?
Больше половины людей ответят, что у груженого.
А на как обстоят дела на самом деле?
Для начала придется окунуться в "школьные годы чудесные", а именно - в физику за 6-й класс. Раздел "Силы трения". Окунаться будем не глубоко, по щиколотку.
Итак, смотрим на картинку. Перед нами - одноглазый Билли Бонс за рулем Фольксвагена. Он что-то увидел на дороге и вовсю тормозит. С точки зрения физики, и Фольксваген, и Билли Бонс - все это вместе называется "тело". На это тело действуют силы. Это сила тяжести, которая прижимает тело к земле mg
, сила реакции опоры N
, которая ей противодействует. Эти силы в простейшем случае, на горизонтальной поверхности, равны и направлены в разные стороны, а их равнодействующая равна нулю. Кроме них на движущееся тело действует еще одна сила - сила трения Fтр
. Сила трения зависит от силы реакции опоры и коэффициента трения, она прямо пропорциональна им. А если точнее, равна просто их произведению: F тр. = μN
.
Но сила реакции опоры равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения g: N = mg
.
Подставим значение N
в формулу силы трения:
F тр. = μmg
Поскольку на всей планете Земля ускорения свободного падения одинаковое, то делаем вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения и массы тела, и больше ни от чего.
Если на дело действует какая-то сила, оно начинает ускоряться (напомним, что с точки зрения физики торможение - тоже ускорение, только с обратным знаком). Согласно второму закону Ньютона, это сила равна произведению массы на ускорение: F = ma
Значит, ускорение равно a = F / m
.
На наше тело действует единственная сила - сила трения (равнодействующая остальных равна нулю, значит, они не оказывают влияния). Значит,
a = F тр. /m
, то есть ускорение (замедление торможения) равно силе трения, деленной на массу Билли Бонса и его Фольксвагена.
Но сила трения равна F тр. = μmg
. Подставим это значение в нашу формулу:
а = μmg/m
. Масса, деленная на эту же массу, сокращается. Значит, а = μg
Итак, ускорение (в нашем случае - это интенсивность торможения) зависит только от коэффициента трения! Какая бы ни была масса тела, она у нас сокращается, то есть чем больше масса, тем больше будет и сила трения, причем точно на эту же самую величину.
Вроде бы уже все ясно. Но нам надо решить задачу до конца и вычислить тормозной путь. Это просто.
Ускорение а
равно скорости V
, деленной на время t
a = V / t
Тогда
t = V / a = V / μg
Согласно Закону равноускоренного движения, расстояние S
равно:
S = at 2 / 2
Тогда
S = μg (V / μg) 2 / 2 = (V 2 / μg) / 2 = V 2 / 2μg
Итак,
Тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента трения, и не зависит от массы автомобиля.
Ну а поскольку ускорение свободного падения - величина постоянная, и равна 9.81 м/с 2 , то упрощенно можно считать так:
S = V 2 / 20μ
Так гласят незыблимые законы физики. Но если заглянуть в характеристики автомобилей, легко обнаружить, что у грузовиков тормозной путь больше, чем у легковушек. Выходит, они нарушают эти самые незыблимые законы? Конечно, нет. Для того, чтобы разобраться в этом, придется выйти далеко за пределы элементарной физики и детально знакомиться со свойствами тормозных систем (в частности, в разнице работы между "легковой" гидравлической и "грузовой" пневматической - а они разные), а также - в работе шины. В частности, в зависимости коэффициента трения шины от ее температуры, и, самое главное, от того, в какой момент начнется плавление резины. Чем раньше шина начнет плавиться - тем больше будет тормозной путь. А раньше начнет плавиться та шина, которая сильнее прижимается к асфальту. То есть - шина грузовика.
Тем не менее, в самом общем случае, когда скорости разумные, тормозной путь конкретного автомобиля не будет зависеть от того, насколько он нагружен. Не верьте тем людям, которые утверждают, что у сильно загруженного автомобиля он больше. Он такой же точно, как у пустого.
Что же касается автомобиля с прицепом, не оборудованным тормозами, то путем нехитрых преобразований мы получим такую формулу ускорения:
а = μg (1 + m пр. / m авт.)
Из чего видно, что сама масса прицепа не имеет значения, а важно только отношение массы прицепа к массе автомобиля: чем оно больше - тем больше ускорение и, стало быть, тормозной путь. Прямо пропорционально отношению масс автомобиля, который тормозит и прицепа, который тормозить не может.
S = V 2 / 2μg(1 + (m пр. / m авт.))
Видно, что если масса прицепа будет равна половине массы автомобиля, то тормозной путь увеличится наполовину, то есть станет в полтора раза длиннее. А если масса прицепа равна массе автомобиля - то в два раза.
Статья написана по материалам лекций
Проходит с момента срабатывания тормозной системы до его полной остановки. Длина тормозного напрямую зависит движения транспортного средства, способа , а также дорожных условий. К примеру, при скорости движения 50км/ч величина среднего тормозного пути составит приблизительно 15 м, а при 100 км/ч – 60 м.
Учтите, что тормозной путь автомобиля зависит от множества факторов, таких как: скорость движения, вес автомобиля, дорожное покрытие, погодные условия, способ торможения, а также состояние колес автомобиля и его тормозной системы.
Определяйте тормозной путь автомобиля по следующей формуле: S = Kэ x V x V/(254 x Фc), где
S – тормозной путь автомобиля в ,
Кэ – тормозной коэффициент, который равен 1 у ,
V – скорость автомобиля (в км/ч) в начале торможения,
Фc – коэффициент сцепления с дорогой (разные показатели в зависимости от погодных условий),
0.7 – сухой асфальт,
0.4 – мокрая дорога,
0.2 – укатанный снег,
0.1 – обледенелая дорога.
Обратите внимание, что существует несколько различных способов торможения, а именно: плавное, резкое, ступенчатое и прерывистое. Плавное торможение применяйте в спокойной обстановке. Выполняйте постепенное увеличение давления на педаль тормоза, и это обеспечит плавное снижение скорости автомобиля. Именно при таком способе торможения вы получите самый большой тормозной путь.
Помните, что резкое торможение, когда вы сильно нажимаете на педаль тормоза, обычно приводит к блокировке колес, а значит и к потере управления и заносу автомобиля. Если вы выбираете ступенчатое торможение, то несколько раз нажимайте на педаль, но каждое последующее нажатие делайте с большим усилием, и так до полной остановки автомобиля.При прерывистом торможении сильно нажимайте на педаль, почти до момента блокировки колес, а затем отпускайте педаль. Следуйте такому же принципу до того, как автомобиль полностью не остановится.
Инструкция
Тормозной путь автомобиля находится в прямой зависимости от нескольких факторов. К ним относятся: скорость движения машины, ее вес, выбранный способ торможения, покрытие дороги, наличие на ней воды или льда. Если вы двигаетесь со скоростью 100 километров в час, то длина тормозного пути может составить 55-60 метров. Понятно, что плохие тормоза или «лысая резина» могут увеличить тормозной путь.
Для точного расчета тормозного пути можно использовать такую формулу: S = Kэ x V x V/(254 x Фc). Символы в ней означают следующее: S – длина тормозного пути, исчисленная в метрах;Кэ – коэффициент торможения (для легковых автомобилей он приравнивается к единице); V – скорость (км/ч), с которой двигался автомобиль, когда началось торможение;Фc – коэффициент, указывающий на сцепление колес автомобиля с дорожным покрытием. Тут при разных погодных условиях значения могут меняться, и составляют: 0.7 – сухая асфальтовая дорога;0.4 – мокрая асфальтовая дорога;0.2 – дорога, покрытая укатанным снегом;0.1 – дорога, покрытая слоем льда.Видно, что самый высокий коэффициент - при движении по сухой дороге, то есть в оптимальных для вождения условиях.
