Формула нахождения тормозного пути физика: Как рассчитать тормозной путь — О’Пять пО физике!

Все главные формулы по физике — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Кинематика

К оглавлению…

Путь при равномерном движении:

Перемещение S (расстояние по прямой между начальной и конечной точкой движения) обычно находится из геометрических соображений. Координата при равномерном прямолинейном движении изменяется по закону (аналогичные уравнения получаются для остальных координатных осей):

Средняя скорость пути:

Средняя скорость перемещения:

Определение ускорения при равноускоренном движении:

Выразив из формулы выше конечную скорость, получаем более распространённый вид предыдущей формулы, которая теперь выражает зависимость скорости от времени при равноускоренном движении:

Средняя скорость при равноускоренном движении:

Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении может быть рассчитано по нескольким формулам:

Координата при равноускоренном движении

изменяется по закону:

Проекция скорости при равноускоренном движении изменяется по такому закону:

Скорость, с которой упадет тело падающее с высоты h без начальной скорости:

Время падения тела с высоты h без начальной скорости:

Максимальная высота на которую поднимется тело, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью v0, время подъема этого тела на максимальную высоту, и полное время полета (до возвращения в исходную точку):

Формула для тормозного пути тела:

Время падения тела при горизонтальном броске с высоты H может быть найдено по формуле:

Дальность полета тела при горизонтальном броске с высоты H:

Полная скорость в произвольный момент времени при горизонтальном броске, и угол наклона скорости к горизонту:

Максимальная высота подъема при броске под углом к горизонту (относительно начального уровня):

Время подъема до максимальной высоты при броске под углом к горизонту:

Дальность полета и полное время полета тела брошенного под углом к горизонту (при условии, что полет заканчивается на той же высоте с которой начался, т. е. тело бросали, например, с земли на землю):

Определение периода вращения при равномерном движении по окружности:

Определение частоты вращения при равномерном движении по окружности:

Связь периода и частоты:

Линейная скорость при равномерном движении по окружности может быть найдена по формулам:

Угловая скорость вращения при равномерном движении по окружности:

Связь линейной и скорости и угловой скорости выражается формулой:

Связь угла поворота и пути при равномерном движении по окружности радиусом

R (фактически, это просто формула для длины дуги из геометрии):

Центростремительное ускорение находится по одной из формул:

 

Динамика

К оглавлению…

Второй закон Ньютона:

Здесь: F — равнодействующая сила, которая равна сумме всех сил действующих на тело:

Второй закон Ньютона в проекциях на оси (именно такая форма записи чаще всего и применяется на практике):

Третий закон Ньютона (сила действия равна силе противодействия):

Сила упругости:

Общий коэффициент жесткости параллельно соединённых пружин:

Общий коэффициент жесткости последовательно соединённых пружин:

Сила трения скольжения (или максимальное значение силы трения покоя):

Закон всемирного тяготения:

Если рассмотреть тело на поверхности планеты и ввести следующее обозначение:

Где: g — ускорение свободного падения на поверхности данной планеты, то получим следующую формулу для силы тяжести:

Ускорение свободного падения на некоторой высоте от поверхности планеты выражается формулой:

Скорость спутника на круговой орбите:

Первая космическая скорость:

Закон Кеплера для периодов обращения двух тел вращающихся вокруг одного притягивающего центра:

 

Статика

К оглавлению. ..

Момент силы определяется с помощью следующей формулы:

Условие при котором тело не будет вращаться:

Координата центра тяжести системы тел (аналогичные уравнения для остальных осей):

 

Гидростатика

К оглавлению…

Определение давления задаётся следующей формулой:

Давление, которое создает столб жидкости находится по формуле:

Но часто нужно учитывать еще и атмосферное давление, тогда формула для общего давления на некоторой глубине h в жидкости приобретает вид:

Идеальный гидравлический пресс:

Любой гидравлический пресс:

КПД для неидеального гидравлического пресса:

Сила Архимеда (выталкивающая сила, V — объем погруженной части тела):

 

Импульс

К оглавлению…

Импульс тела находится по следующей формуле:

Изменение импульса тела или системы тел (обратите внимание, что разность конечного и начального импульсов векторная):

Общий импульс системы тел (важно то, что сумма векторная):

Второй закон Ньютона в импульсной форме может быть записан в виде следующей формулы:

Закон сохранения импульса.

Как следует из предыдущей формулы, в случае если на систему тел не действует внешних сил, либо действие внешних сил скомпенсировано (равнодействующая сила равна нолю), то изменение импульса равно нолю, что означает, что общий импульс системы сохраняется:

Если внешние силы не действуют только вдоль одной из осей, то сохраняется проекция импульса на данную ось, например:

 

Работа, мощность, энергия

К оглавлению…

Механическая работа рассчитывается по следующей формуле:

Самая общая формула для мощности (если мощность переменная, то по следующей формуле рассчитывается средняя мощность):

Мгновенная механическая мощность:

Коэффициент полезного действия (КПД) может быть рассчитан и через мощности и через работы:

Формула для кинетической энергии:

Потенциальная энергия тела поднятого на высоту:

Потенциальная энергия растянутой (или сжатой) пружины:

Полная механическая энергия:

Связь полной механической энергии тела или системы тел и работы внешних сил:

Закон сохранения механической энергии (далее – ЗСЭ). Как следует из предыдущей формулы, если внешние силы не совершают работы над телом (или системой тел), то его (их) общая полная механическая энергия остается постоянной, при этом энергия может перетекать из одного вида в другой (из кинетической в потенциальную или наоборот):

 

Молекулярная физика

К оглавлению…

Химическое количество вещества находится по одной из формул:

Масса одной молекулы вещества может быть найдена по следующей формуле:

Связь массы, плотности и объёма:

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:

Определение концентрации задаётся следующей формулой:

Для средней квадратичной скорости молекул имеется две формулы:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы:

Постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и универсальная газовая постоянная связаны следующим образом:

Следствия из основного уравнения МКТ:

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):

Газовые законы.  Закон Бойля-Мариотта:

Закон Гей-Люссака:

Закон Шарля:

Универсальный газовый закон (Клапейрона):

Давление смеси газов (закон Дальтона):

Тепловое расширение тел. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:

Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:

 

Термодинамика

К оглавлению…

Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при остывании тела) рассчитывается по формуле:

Теплоемкость (С — большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c — маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:

Тогда формула для количества теплоты необходимой для нагревания тела, либо выделившейся при остывании тела может быть переписана следующим образом:

Фазовые превращения.  При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:

При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:

При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:

Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):

Если все теплоты записывать с учетом знака, где «+» соответствует получению энергии телом, а «–» выделению, то данное уравнение можно записать в виде:

Работа идеального газа:

Если же давление газа меняется, то работу газа считают, как площадь фигуры под графиком в pV координатах. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:

Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:

Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):

Для различных изопроцессов можно выписать формулы по которым могут быть рассчитаны полученная теплота

Q, изменение внутренней энергии ΔU и работа газа A. Изохорный процесс (V = const):

Изобарный процесс (p = const):

Изотермический процесс (T = const):

Адиабатный процесс (Q = 0):

КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:

Где: Q1 – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q2 – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику. Работа совершенная тепловой машиной за один цикл:

Наибольший КПД при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника T2, достигается если тепловая машина работает по циклу Карно. Этот КПД цикла Карно равен:

Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):

Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:

Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:

Сила поверхностного натяжения, действующая на участок границы жидкости длиной L:

Высота столба жидкости в капилляре:

При полном смачивании θ = 0°, cos θ = 1. В этом случае высота столба жидкости в капилляре станет равной:

При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

 

Электростатика

К оглавлению…

Электрический заряд может быть найден по формуле:

Линейная плотность заряда:

Поверхностная плотность заряда:

Объёмная плотность заряда:

Закон Кулона (сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов):

Где: k — некоторый постоянный электростатический коэффициент, который определяется следующим образом:

Напряжённость электрического поля находится по формуле (хотя чаще эту формулу используют для нахождения силы действующей на заряд в данном электрическом поле):

Принцип суперпозиции для электрических полей (результирующее электрическое поле равно векторной сумме электрических полей составляющих его):

Напряженность электрического поля, которую создает заряд Q на расстоянии r от своего центра:

Напряженность электрического поля, которую создает заряженная плоскость:

Потенциальная энергия взаимодействия двух электрических зарядов выражается формулой:

Электрическое напряжение это просто разность потенциалов, т. е. определение электрического напряжения может быть задано формулой:

В однородном электрическом поле существует связь между напряженностью поля и напряжением:

Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:

Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:

В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:

Определение потенциала задаётся выражением:

Потенциал, который создает точечный заряд или заряженная сфера:

Принцип суперпозиции для электрического потенциала (результирующий потенциал равен скалярной сумме потенциалов полей составляющих итоговое поле):

Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее:

Определение электрической ёмкости задаётся формулой:

Ёмкость плоского конденсатора:

Заряд конденсатора:

Напряжённость электрического поля внутри плоского конденсатора:

Сила притяжения пластин плоского конденсатора:

Энергия конденсатора (вообще говоря, это энергия электрического поля внутри конденсатора):

Объёмная плотность энергии электрического поля:

 

Электрический ток

К оглавлению. ..

Сила тока может быть найдена с помощью формулы:

Плотность тока:

Сопротивление проводника:

Зависимость сопротивления проводника от температуры задаётся следующей формулой:

Закон Ома (выражает зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления):

Закономерности последовательного соединения:

Закономерности параллельного соединения:

Электродвижущая сила источника тока (ЭДС) определяется с помощью следующей формулы:

Закон Ома для полной цепи:

Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):

Сила тока короткого замыкания:

Работа электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Работа А электрического тока протекающего по проводнику обладающему сопротивлением преобразуется в теплоту Q выделяющуюся на проводнике:

Мощность электрического тока:

Энергобаланс замкнутой цепи

Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R1 и R2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

Электролиз

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

Где: n – валентность вещества, NA – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

 

Магнетизм

К оглавлению…

Сила Ампера, действующая на проводник с током помещённый в однородное магнитное поле, рассчитывается по формуле:

Момент сил действующих на рамку с током:

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу движущуюся в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле:

Радиус траектории полета заряженной частицы в магнитном поле:

Модуль индукции B магнитного поля прямолинейного проводника с током I на расстоянии R от него выражается соотношением:

Индукция поля в центре витка с током радиусом R:

Внутри соленоида длиной l и с количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией:

Магнитная проницаемость вещества выражается следующим образом:

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину заданную формулой:

ЭДС индукции рассчитывается по формуле:

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v также возникает ЭДС индукции (проводник движется в направлении перпендикулярном самому себе):

Максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Индуктивность катушки:

Где: n — концентрация витков на единицу длины катушки:

Связь индуктивности катушки, силы тока протекающего через неё и собственного магнитного потока пронизывающего её, задаётся формулой:

ЭДС самоиндукции возникающая в катушке:

Энергия катушки (вообще говоря, это энергия магнитного поля внутри катушки):

Объемная плотность энергии магнитного поля:

 

Колебания

К оглавлению. ..

Уравнение описывающее физические системы способные совершать гармонические колебания с циклической частотой ω0:

Решение предыдущего уравнения является уравнением движения для гармонических колебаний и имеет вид:

Период колебаний вычисляется по формуле:

Частота колебаний:

Циклическая частота колебаний:

Зависимость скорости от времени при гармонических механических колебаниях выражается следующей формулой:

Максимальное значение скорости при гармонических механических колебаниях:

Зависимость ускорения от времени при гармонических механических колебаниях:

Максимальное значение ускорения при механических гармонических колебаниях:

Циклическая частота колебаний математического маятника рассчитывается по формуле:

Период колебаний математического маятника:

Циклическая частота колебаний пружинного маятника:

Период колебаний пружинного маятника:

Максимальное значение кинетической энергии при механических гармонических колебаниях задаётся формулой:

Максимальное значение потенциальной энергии при механических гармонических колебаниях пружинного маятника:

Взаимосвязь энергетических характеристик механического колебательного процесса:

Энергетические характеристики и их взаимосвязь при колебаниях в электрическом контуре:

Период гармонических колебаний в электрическом колебательном контуре определяется по формуле:

Циклическая частота колебаний в электрическом колебательном контуре:

Зависимость заряда на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре описывается законом:

Зависимость электрического тока протекающего через катушку индуктивности от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Максимальное значение силы тока при гармонических колебаниях в электрическом контуре может быть рассчитано по формуле:

Максимальное значение напряжения на конденсаторе при гармонических колебаниях в электрическом контуре:

Переменный ток характеризуется действующими значениями силы тока и напряжения, которые связаны с амплитудными значениями соответствующих величин следующим образом. Действующее значение силы тока:

Действующее значение напряжения:

Мощность в цепи переменного тока:

Трансформатор

Если напряжение на входе в трансформатор равно U1, а на выходе U2, при этом число витков в первичной обмотке равно n1, а во вторичной n2, то выполняется следующее соотношение:

Коэффициент трансформации вычисляется по формуле:

Если трансформатор идеальный, то выполняется следующее соотношение (мощности на входе и выходе равны):

В неидеальном трансформаторе вводится понятие КПД:

Волны

Длина волны может быть рассчитана по формуле:

Разность фаз колебаний двух точек волны, расстояние между которыми l:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в некоторой среде:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в вакууме постоянна и равна с = 3∙108 м/с, она также может быть вычислена по формуле:

Скорости электромагнитной волны (в т. ч. света) в среде и в вакууме также связаны между собой формулой:

При этом показатель преломления некоторого вещества можно рассчитать используя формулу:

 

Оптика

К оглавлению…

Оптическая длина пути определяется формулой:

Оптическая разность хода двух лучей:

Условие интерференционного максимума:

Условие интерференционного минимума:

Формула дифракционной решетки:

Закон преломления света на границе двух прозрачных сред:

Постоянную величину n21 называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Если n1 > n2, то возможно явление полного внутреннего отражения, при этом:

Формула тонкой линзы:

Линейным увеличением линзы Γ называют отношение линейных размеров изображения и предмета:

 

Атомная и ядерная физика

К оглавлению. ..

Энергия кванта электромагнитной волны (в т.ч. света) или, другими словами, энергия фотона вычисляется по формуле:

Импульс фотона:

Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта (ЗСЭ):

Максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов при фотоэффекте может быть выражена через величину задерживающего напряжение Uз и элементарный заряд е:

Существует граничная частота или длинна волны света (называемая красной границей фотоэффекта) такая, что свет с меньшей частотой или большей длиной волны не может вызвать фотоэффект. Эти значения связаны с величиной работы выхода следующим соотношением:

Второй постулат Бора или правило частот (ЗСЭ):

В атоме водорода выполняются следующие соотношения, связывающие радиус траектории вращающегося вокруг ядра электрона, его скорость и энергию на первой орбите с аналогичными характеристиками на остальных орбитах:

На любой орбите в атоме водорода кинетическая (К) и потенциальная (П) энергии электрона связаны с полной энергией (Е) следующими формулами:

Общее число нуклонов в ядре равно сумме числа протонов и нейтронов:

Дефект массы:

Энергия связи ядра выраженная в единицах СИ:

Энергия связи ядра выраженная в МэВ (где масса берется в атомных единицах):

Формула альфа-распада:

Формула бета-распада:

Закон радиоактивного распада:

Ядерные реакции

Для произвольной ядерной реакции описывающейся формулой вида:

Выполняются следующие условия:

Энергетический выход такой ядерной реакции при этом равен:

 

Основы специальной теории относительности (СТО)

К оглавлению. ..

Релятивистское сокращение длины:

Релятивистское удлинение времени события:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если два тела движутся навстречу друг другу, то их скорость сближения:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если же тела движутся в одном направлении, то их относительная скорость:

Энергия покоя тела:

Любое изменение энергии тела означает изменение массы тела и наоборот:

Полная энергия тела:

Полная энергия тела Е пропорциональна релятивистской массе и зависит от скорости движущегося тела, в этом смысле важны следующие соотношения:

Релятивистское увеличение массы:

Кинетическая энергия тела, движущегося с релятивистской скоростью:

Между полной энергией тела, энергией покоя и импульсом существует зависимость:

 

Равномерное движение по окружности

К оглавлению…

В качестве дополнения, в таблице ниже приводим всевозможные взаимосвязи между характеристиками тела равномерно вращающегося по окружности (T – период, N – количество оборотов, v – частота, R – радиус окружности, ω – угловая скорость, φ – угол поворота (в радианах), υ – линейная скорость тела, an – центростремительное ускорение, L – длина дуги окружности, t – время):

 

Расширенная PDF версия документа «Все главные формулы по школьной физике»:

К оглавлению. ..

Урок 3. равноускоренное движение материальной точки — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 3.Равноускоренное движение материальной точки

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) изучение равноускоренного движения;

2) изучение понятий мгновенной скорости, ускорения и скорости равноускоренного движения;

3) вывод формул скорости и пути равноускоренного движения;

4) построения графиков координат и пути равноускоренного движения.

Глоссарий по теме

Неравномерное движение – если тело за одинаковые промежутки времени проходит разные расстояния — то такое движение называется неравномерным.

Скорость – это векторная величина равная отношению пути, пройденного телом за некоторый период времени, к величине этого периода времени.

Средняя скорость при неравномерном движении – отношение вектора перемещения тела к промежутку времени, за который это перемещение произошло.

Мгновенная скорость – это векторная физическая величина, численно равная пределу, к которому стремится средняя скорость за бесконечно малый промежуток времени:

Ускорение – это физическая величина, численно равная изменению скорости за единицу времени. Равноускоренное движение – скорость тела за равные промежутки времени изменяется одинаково, то есть движется с постоянным ускорением.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 31-54

1.Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 40 – 41

Открытые электронные ресурсы:

2. http://kvant.mccme.ru/1983/10/p33.htm

Основное содержание урока.

Неравномерное движение тел может быть не только прямолинейным, но и криволинейным.

Полное описание неравномерного движения тела, возможно при знании его положения и скорости в каждый момент времени. Скорость точки в данный момент времени называется мгновенной скоростью ()

Любая точка в движении при определённой скорости перемещается из начального положения в конечное. Эту скорость называют средней скоростью перемещения точки.

Определяется по формуле:

Кроме мгновенной и средней скоростей перемещения для описания движения чаще пользуются средней путевой скоростью.

Эта средняя скорость определяется отношением пути к промежутку времени, за которое этот путь пройден:

Скорости тел при движении меняются по модулю, по направлению или же одновременно как по модулю, так и по направлению.

Изменения скорости теле могут происходить как быстро, так и медленно.

Ускорением тела называется предел отношения изменения скорости к промежутку

Времени ∆t, в течении которого это изменение призошло, при стремлении ∆t к нулю.

Ускорение обозначается буквой .

Определяется по формуле:

Единица ускорения – м/с2

Выясним зависимости точки от времени при её движении с постоянным ускорением. Для этого воспользуемся формулой:

Пусть о – скорость точки в начальный момент времени to, а – в некоторый момент времени t, тогда:

∆t = to,

и формула для ускорения примет вид:

Если начальный момент времени принять равным нулю, то получим:

Отсюда получим формулу для определения скорости точки в любой момент времени при её движении с постоянным ускорением:

Вектору уравнению соответствуют в случае движения на плоскости два скалярных уравнения для проекций скорости на координатные оси X и Y:

𝑣х = 𝑣ох + 𝒂х t;

𝑣у = 𝑣оу = 𝒂уt.

Мы научились, таким образом, находить скорость материальной точки при движении с постоянным ускорением.

Теперь получим уравнения, которые позволяют рассчитывать для этого движения положение точки в любой момент времени.

Допустим, движение с постоянным ускорением совершается в одной плоскости, пусть это будет плоскость XOY. Если вектор начальной скорости и вектор ускорения не лежат на одной прямой, то точка будет двигаться по кривой линии. Следовательно, в этом случае с течением времени будут изменяться обе ее координаты х и у. Обозначим через хо и уо координаты в начальный момент времени tо = 0, а через х и у координаты времени.

Тогда за время ∆t = t – to = t изменения координат будут равны

х = х хо и ∆у = у – уо

Отсюда:

х = хо + х,

у = уо + у

График зависимости v(t)

По формуле для площади трапеции имеем:

Учитывая, что 𝑣= 𝑣ₒₓ + 𝒂ₓt, получаем формулу:

В обычных условиях задачи даются значения (модули) скоростей и ускорений:

При движении точки в плоскости ХОY двум уравнениям соответствует одно векторное уравнение:

Разбор тренировочных заданий

1. Куда движутся тела и как изменяются их скорости, векторы начальных скоростей и ускорений которых показаны на рисунке 1?

Направление движения определяем по направлению скорости, изменение скорости – по направлению ускорения и скорости.

Решение:

Тело 1 движется вправо; направления ускорения и скорости совпадают, следовательно, скорость его увеличивается.

Тело 2 движется вправо; ускорение направлено в противоположную сторону скорости, следовательно, скорость его уменьшается.

Тело 3 движется влево; направления ускорения и скорости совпадают, следовательно, скорость его увеличивается.

Тело 4 движется влево; ускорение направлено в противоположную сторону скорости, следовательно, скорость его уменьшается.

2. Электропоезд тормозит с ускорением 0,40 м/с2. Определите, за какое время он остановится, если тормозной путь равен 50 м.

Решение:

При прямолинейном движении путь электропоезда равен перемещению s = ∆r.

Тогда:

Ответ: t ≈ 16 c.

Основы теории торможения

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТОРМОЖЕНИЯ

Образование тормозной силы

Рассмотрим силовые процессы, происходящие после прижатия колодки к катящемуся колесу. Нажатие на вращающееся колесо колодки с силой К вызывает появление силы трения Т между колодкой и колесом, которая действует от колодки на колесо против его вращения, т. е. стремится остановить это вращение. Тормозить поступательное движение поезда сила трения Т не может, так как это внутренняя сила по отношению к поезду — колодка является частью самого поезда и движется вместе с ним.

Однако под действием внутренней силы Т колесо начинает «цепляться» за рельс в точке контакта О1. Возникает сила сцепления колеса с рельсом В, равная по величине силе Т. Сила В стремится утащить рельс за собой (сдвинуть его по ходу движения поезда). Так как рельс прикреплен к шпалам, то он остается неподвижным (в путевом хозяйстве хорошо известно явление угона рельсов под действием сил сцепления В). Особенно интенсивно угон рельсов происходит в местах, где обычно производится служебное торможение поездов. В свою очередь, неподвижный рельс тормозит катящееся по нему колесо с силой Вт, являющейся реакцией рельса на силу В. Сила Вт является внешней силой по отношению к поезду и направлена против направления его движения, поэтому она является тормозной силой.
Тормозная сила выполняет еще одну важную функцию: являясь реакцией рельса на силу Т и направленная по направлению вращения катящегося колеса, она уравновешивает эту силу трения Т, заставляя колесо продолжать вращение, препятствуя переходу колесной пары на юз.
Итак, колодки прижимаются к колесам для того, чтобы возникшая сила трения Т вызывала появление равной ей внешней силы Вт, которая, будучи направленной по вращению колеса, препятствует переходу его на юз и в то же время, имея направление против движения поезда, тормозит его. Чтобы облегчить представление этой картины, достаточно мысленно приподнять тормозимые колесные пары над рельсами, и тогда станет ясно, что колесные пары, потеряв сцепление с рельсами, под действием сил трения Т сразу прекратят вращение, но сам поезд будет продолжать движение вперед. Точно так же торможение самолетов колесами их шасси возможно только после приземления на посадочную полосу.

Коэффициент трения тормозных колодок

Сила трения Т между колесом и колодкой оказывается в несколько раз меньше силы К нажатия колодки на колесо. Отношение φк в механике называется «коэффициент трения» и обозначается в тормозных расчетах φк.
Если известна величина коэффициента трения, то сила трения определяется из равенства Т = φк, а тормозная сила Вт одиночного колеса (без учета влияния инерции вращающихся масс) численно равна силе трения, то есть В =Т.
Величины коэффициентов трения определяют опытным путем на специальных стендах или посредством торможения составов из нескольких одинаковых вагонов. Этот сцеп разгоняется локомотивом-толкачом до максимальной скорости, после чего толкач отстает, а поезд тормозится с определенной силой нажатия колодок. Следующий такой опыт проводят с другой силой нажатия колодок и т. д. По записям, полученным на специальной скоростемерной ленте, рассчитывают тормозные силы в интервалах скоростей по 10 или 5 км/ч.
На основании опытов составляют графики зависимости коэффициентов трения от скорости движения для различных сил нажатия колодок.

Зависимость действиетльного коэффициента трения
колодок от действительного нажатия на колодку и скорости движения

Затем по полученным результатам выводят эмпирическую (опытную) формулу. Эти формулы утверждены МПС для дальнейшего использования при всех практических расчетах. Например, формула (1.1) применяется для расчета действительных коэффициентов трения композиционных колодок, а формула (1.2) — для чугунных.

Основными факторами, влияющими на величину коэффициентов трения, являются скорость движения, удельная сила нажатия колодки на колесо и материал колодки. Из графикаи приведенных выше формул видно, что с уменьшением скорости коэффициент трения увеличивается. Машинистам это хорошо известно практически: по мере уменьшения скорости ощущается усиление тормозного эффекта (замедление поезда), особенно при чугунных колодках. С увеличением силы нажатия К коэффициент трения снижается, но это не значит, что с ростом К сила трения Т уменьшается — она увеличивается, но не пропорционально К.
Поясним на примере. При скорости V=70 км/ч и нажатии К = 1 тс коэффициент трения чугунной колодки φк = 0.146. Значит, сила трения колодки Т= φкК = 0.146 тс. При увеличении силы нажатия в два раза. т. е. К=2 тс. при той же скорости 70 км/ч коэффициент трения оказывается меньше: φк =0.115. Сила же трения составит Т= 0.230 тс., т. е. увеличилась, но не в два раза, а только в 1,57 раз. При увеличении силы нажатия в пять раз (К=5тс) коэффициент трения при той же скорости V=70 км/ч оказывается всего φк = 0.09. а сила трения Т = 0.450 тс., т. е. увеличивается, но всего в 3 раза.
Из сравнения графиков коэффициентов трения чугунных и композиционных колодок видно, что у последних значения φк выше, а сами графики более пологие, т. е. интенсивность снижения коэффициента трения при увеличении скорости значительно меньше.

Коэффициент сцепления

Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления Вс , действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта.

Сцепление колес с рельсами представляет сложный процесс, при котором происходит преодоление механического зацепления микронеровностей поверхностей колеса и рельса и их молекулярного притяжения.
Коэффициент сцепления зависит в основном от осевой нагрузки. состояния поверхностей колеса и рельса, скорости движения, площади контакта, типа тягового привода и может изменяться в широких пределах (0.04 — 0.30). Наиболее неблагоприятное сцепление имеет место при моросящем дожде, образовании на рельсах инея или при загрязнении рельсов перевозимыми нефтепродуктами, смазкой, торфяной пылью. Простым и эффективным способом повышения коэффициента сцепления является подача песка под колесные пары.

Условие безъюзового торможения

Явление, когда колесо прекращает свое вращение и начинает скользить по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием или юзом.
Как правило, заклинивание колесной пары не происходит мгновенно. Предварительно колесная пара начинает проскальзывать, скорость ее становится меньше поступательной скорости подвижного состава. Это приводит к увеличению тормозной силы Вт за счет повышения коэффициента трения φк . В точке к контакта колеса с рельсом кинетическая энергия превращается в тепловую, что может привести к сдвигу металла на поверхности катания колеса при проскальзывании (образование навара) или образованию овальной площадки (ползуна) при скольжении. Поэтому максимальная величина тормозной силы ограничивается условиями сцепления колес с рельсами. Следовательно, во избежание юза максимальное тормозное нажатие принимают таким, чтобы тормозная сила не превышала силу сцепления колеса с рельсом. Для этого должно выполняться правило:

где:

  • φк — коэффициент трения;
  • К — сила нажатия колодок на ось;
  • Ψк — коэффициент сцепления колеса с рельсом;
  • q — осевая нагрузка.

В этом случае максимальное нажатие колодок на ось равно:

Отношение φк / Ψк = δ называют коэффициентом нажатия тормозной колодки. При заданной осевой нагрузке допустимые значения коэффициента нажатия будут зависеть от значении Ψк и φк, которые в свою очередь зависят от скорости движения и материала колодок. При расчетах значения 6 для локомотивов принимают в пределах 0.5-0.6.

На рисунке показана зависимость коэффициентов трения чугунной тормозной колодки и сцепления колеса с рельсом при различных скоростях движения. Из приведенных графиков видно, что при снижении скорости в процессе торможения значения φк становятся больше Ψк., следовательно, вероятность заклинивания колесных пар выше при низких скоростях движения; при высоких скоростях значения Ψк больше φк, и значит, опасность юза практически исключается, а силу нажатия колодки на колесо можно увеличить для реализации большей тормозной силы.

Способы регулирования величины тормозной силы

Важной характеристикой тормоза является его способность максимально использовать коэффициент сцепления колес с рельсами. Неполное использование сцепления имеет место в процессе наполнения тормозных цилиндров, то есть когда тормозная сила еще не достигла максимальной величины. Поэтому при допустимых условиях по величинам продольных динамических усилий в поезде и заклиниванию колесных пар стремятся к минимальному времени наполнения тормозных цилиндров.
Коэффициент сцепления уменьшается с ростом скорости движения, что вызывает необходимость изменения тормозной силы (в первую очередь для подвижного состава, оборудованного чугунными тормозными колодками). Для грузовых тормозов большое значение в использовании сцепления имеет соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона, поскольку сила сцепления зависит от нагрузки от колесной пары на рельс. Поэтому с целью исключения заклинивания колесных пар применяется весовое и скоростное регулирование величины тормозной силы.

Весовое регулирование. Соответствие между величиной тормозной силы и весом вагона в тормозах грузового типа достигается ручным переключением режимов торможения или применением на грузовых вагонах авторежимов, которые автоматически регулируют тормозное нажатие в зависимости от загрузки вагона. Воздухораспределитель грузового типа имеет три режима торможения: порожний, средний и груженный. Переключение режимов выполняется вручную в зависимости от загрузки вагона, приходящейся на ось.Каждому режиму торможения соответствует определенное давление в тормозном цилиндре.
Автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) позволяет избежать ошибки при установке требуемого режима торможения.Корпус авторежима крепится к подрессоренной хребтовой балке вагона, а упор соприкасается с плитой, укрепленной на необрессоренной части тележки. По мере загрузки вагона расстояние между корпусом авторежима и опорной плитой уменьшается вследствие прогиба рессор вагона. Колебания кузова вагона не сказываются на давлении в тормозном цилиндре, так как демпфирующие пружины и дроссельное отверстие гасят колебания подвижной части авторежима.
Загрузку вагона можно оценить по положению клина амортизатора относительно фрикционной планки рессорного подвешивания вагона. Вагон считается порожним, если верхняя плоскость клина амортизатора находится выше фрикционной планки.

Скоростное регулирование тормозной силы. Изменение тормозной силы при уменьшении коэффициента сцепления при высоких скоростях движения сводится к увеличению нажатия на колодку за счет повышения давления в тормозном цилиндре.

В процессе уменьшения скорости при торможении переключение с высокого нажатия (К2) на пониженное (К1) выполняется автоматически специальными скоростными регуляторами при достижении конкретной скорости перехода (например, при V=50 км/ч). Регулятор устанавливается на буксе колесной пары тележки. Регулирование тормозной силы осуществляется в случае применения полного торможения. При полных торможениях и малых скоростях движения величина тормозной силы может превысить значение силы может превысить значение силы сцепления Вс колеса с рельсом, что резко повышает вероятность заклинивания колесных пар.Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К делает расчет тормозной сипы с использованием формул 1. 1. и 1.2. для определения коэффициентов трения весьма трудоемким. Для упрощения тормозных расчетов пользуются методом приведения, при котором действительные значения К и φк заменяются расчетными значениями К и φкр, а коэффициент трения определяется при одном, условно выбранном тормозном нажатии Ку, но при этом обеспечивалось бы равенство:

Значения Ку принимают: для чугунных колодок — 2.7 тс. для композиционных колодок — 1.6 тс. Подставляя значения Ку в формулы 1.1. и 1.2. получим значения расчетных коэффициентов трения соответственно для чугунных и композиционных колодок:

 

После подстановки значений φк и φкр в выражение 1.6. получим формулы для определения расчетных сил нажатия чугунных и композиционных колодок:

 

Если в поезде используются тормоза с разными типами тормозных колодок (например, чугунными и композиционными), то необходимо привести расчетное нажатие к одной системе нажатий. Это приведение выполняют умножением величины нажатия на соответствующий коэффициент эффективности, которые зависят от скорости движения. Коэффициенты эффективности определяют исходя из равенства длины тормозного пути при действии колодок разного типа. На железных дорогах России за основную принята система расчетных значений нажатий чугунных тормозных колодок, для которых установлены все тормозные нормативы и действующие номограммы и таблицы зависимости тормозных путей от скорости начала торможения, удельных расчетных нажатий и крутизны уклонов.

Расчет тормозного пути

В настоящее время существует три метода тормозных расчетов:

  • аналитический метод Правил тяговых расчетов;
  • метод численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам времени;
  • графический способ.

С помощью аналитического метода ПТР решают задачи, в которых реализуется полная тормозная сила:

  • при определении расстояния ограждения мест препятствий движению поезда – экстренное торможение;
  • при выборе расстояния между постоянными сигналами — полное служебное торможение;
  • при проверке расчета выбора расстояния между постоянными сигналами – автостопное торможение.

Тормозной путь при полном служебном торможении рассчитывается так же как при экстренном торможении, но значение тормозного коэффициента принимается равным 0.8 от его полного значения.В практике часто возникает необходимость точного расчета тормозного пути или скорости движения поезда при ступенчатых торможениях, во время безостановочного следования по переломному не спрямляемому профилю пути и при других разнообразных условиях торможения. В таких случаях тормозные задачи решают численным интегрированием уравнения движения поезда не по интервалам скорости, а по интервалам времени.

Расчет тормозного пути методом ПТР

Полный тормозной путь , проходимый поездом от начала торможения до остановки, принимается равным сумме пути подготовки тормозов к действию Sп и действительного пути торможения

где:

  • Vнт — скорость поезда в момент начала торможения, км/ч;
  • tп — время подготовки тормозов поезда к действию, с;
  • 3. 6 – переводной коэффициент. 

Время подготовки тормозов к действию определяется из условия замены медленного, реального процесса наполнения тормозного цилиндра среднего вагона, мгновенным наполнением до полной величины, при условии равенства тормозных путей, проходимых поездом при реальном и условном наполнении тормозных цилиндров.

В зависимости от рода подвижного состава и его длины время подготовки тормозов к действию определяется по формуле 

Величины коэффициентов а и б зависят от рода движения, вида управления тормозами в пассажирском поезде, от длины поезда в осях и принимаются по таблице

Условия выбора величины коэффициента

а

б

Пассажирский поезд :  
С пневматическими тормозами

4

5

С электропневматическими тормозами

2

3

Грузовой поезд длиной :
до 200 осей

7

10

до 300 осей

10

15

до 400 осей

12

18

до 400 осей, если все ВР усл. № 483

6

8

Величина действительного пути торможения определяется суммированием величин пути торможения в выбираемых интервалах скорости при условии постоянства величин удельных сил, действующих на поезд в этом интервале, по формуле 1.14 

 

Удельная тормозная сила определяется по формуле

Расчетный тормозной коэффициент поезда с учетом веса и нажатия локомотива вычисляется по формуле 

Сумма расчетных сил нажатия тормозных колодок поезда подсчитывается по формуле или берется из справки формы ВУ-45 

При определении тормозного коэффициента грузового груженого поезда на спусках до 20 ‰ вес локомотива и нажатие его колодок не учитываются.
Основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива может быть подсчитано по формуле жатие его колодок

 

Действительный тормозной путь при автостопном торможении определяют так же, как при экстренном торможении, а время подготовки тормозов к действию рассчитывают с учетом дополнительных 12 с, необходимых для срабатывания электропневматического клапана (ЭПК) автостопа.
По результатам расчетов тормозных путей при экстренном торможении строят специальные графики (номограммы) или таблицы, в которых указываются длины тормозных путей в зависимости от расчетного нажатия колодок на 100 тс веса состава или поезда (или в зависимости от расчетного тормозного коэффициента) для различных начальных скоростей и уклонов.Эти номограммы и таблицы приведены соответственно в Правилах тяговых расчетов и в Инструкции по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог.

Анимация (мультик) по схемам прямодействующего, непрямодействующего тормоза и ЭПТ. Для скачивания проги кликните по картинке

Отличное пособие по новому воздухораспределителю пассажирских вагонов № 242.
С анимацией и дикторским сопровождением. Для скачивания PDF кликните по картике

Формула тормозного пути

по физике | Что такое тормозной путь? — Видео и стенограмма урока

Определение дистанции реакции и формула

Дистанция реакции определяется в течение периода времени, между которым водитель видит причину для остановки и активирует тормоз, поэтому автомобиль в это время не замедляется. Упомянутое ранее уравнение скорости можно использовать для расчета расстояния реакции.

$$x_r = vt $$

t в этом уравнении относится к времени реакции человека, которое состоит из двух основных компонентов.

  1. Обнаружение угрозы: увидеть ее и решить остановить машину
  2. Реакция на угрозу: подача сигнала ноге нажать на тормоз

Количество времени, которое занимает каждая из этих вещей, может варьироваться от человека к человеку, поэтому существует диапазон времени реакции. Национальная администрация безопасности дорожного движения сообщает, что типичная реакция на оба шага составляет около 750 миллисекунд (мс), что делает типичное время реакции 1,5 секунды. Используя это время, можно рассчитать расстояние реакции при различных скоростях.

Скорость (м/ч) Тормозной путь (футы)
30 66
40 88
50 110
60 132
70 154

Опять же, это расстояние, пройденное до того, как автомобиль начнет замедляться.

Определение тормозного пути и формула

Что такое тормозной путь? Тормозной путь начинается после включения тормозов. Теперь машину останавливает трение, и есть два источника:

  1. Между тормозами и колесами
  2. Между шинами и дорогой

Поскольку это чрезвычайная ситуация, и время реакции является фактором, мы, вероятно, можем предположить, что шины заблокировались, и автомобиль скользит по дороге.В этом случае единственный источник трения — между колесами и дорогой. Трение можно рассматривать как силу, действующую против направления движения объекта, поэтому трение — это внешняя сила, которая останавливает автомобиль в соответствии с Первым законом Ньютона. Сила трения ({eq}F_{\mu} {/eq}) определяется коэффициентом трения ({eq}\mu {/eq}), который представляет собой значение, описывающее «шероховатость» или величину трения между двумя поверхностями. Коэффициент умножается на Нормальную силу, которая на плоской поверхности равна весу автомобиля.

На этой диаграмме свободного тела трение замедляет объект, работая в направлении, противоположном движению.

Расчет тормозного пути начинается со второго закона Ньютона, F = ma. Вес автомобиля находится путем умножения его массы на ускорение свободного падения.

$$W = мг $$

Сила трения от тормозов равна весу автомобиля, умноженному на коэффициент трения.

$$F_{\mu} = \mu mg $$

Ни одно из уравнений кинематики не использует силу в качестве переменной, но мы можем связать силу с ускорением. Начните с решения F = ma для ускорения.

$$a = \frac{F}{m} $$

Сила в данном случае является силой трения, поэтому ее можно подставить непосредственно в уравнение.

$$a = \frac{\mu mg}{m} $$

Обратите внимание, что масса транспортного средства разделится.

$$a = \mu g $$

Помните, что a и g указывают в разные стороны. 2}{\мкг} $$

В конце концов, если время реакции, гравитация, коэффициент трения известны (а они часто известны), то основным фактором тормозного пути автомобиля является его скорость.

Примеры остановки, реакции и тормозного пути

Следующие примеры демонстрируют, как найти реакцию, тормозной путь и тормозной путь.

Расстояние реакции Пример 1

Сара едет по шоссе со скоростью 70 миль в час. Сара — профессиональный игрок в вышибалы, и время ее реакции выше среднего — .9 секунд. Каково расстояние реакции Сары?

Расстояние реакции — это расстояние, которое Сара проедет до того, как нажмет на тормоз, то есть она будет двигаться на полной скорости.

v = 70 миль/ч = 31,3 м/с

t = 0,9 с

$$x_r = (31,3\: м/с)(0,9\: с) $$

$$x_r \примерно 28,2\ : m $$

Расстояние реакции Пример 2

Мелвин едет по дороге со скоростью 70 миль в час. Мелвин также отправляет текстовые сообщения своим друзьям, пока он за рулем. Если Мелвин смотрит на свой телефон в течение 3 секунд, какова максимальная дистанция его реакции? Время реакции Мелвина среднее, 1.5 секунд.

Максимальное расстояние реакции в этом случае относится к наихудшему сценарию, когда Мелвин заметил бы препятствие в тот же момент, когда он посмотрел на свой телефон. Это означает, что проходит 3 секунды, прежде чем он даже взглянет и заметит, пока машина движется на полной скорости.

v = 70 миль/ч = 31,3 м/с

t = 4,5 с

$$x_r = (31,3\: м/с)(4,5\: с) \примерно 140,9\: м $$

Пример тормозного пути

Коэффициент сцепления на сухой дороге равен 0.2} $$

$$x = 23,475\: м/с + 31,24\: м/с $$

$$x \примерно 54,7\: м $$

Тормозной путь Пример 2

Автомобиль движется по дороге со скоростью 80 миль в час. Водитель смотрит вниз на 2 секунды, чтобы проверить свой телефон, и когда он поднимает взгляд, на дороге находится животное. Сухая дорога имеет коэффициент трения 0,7, а время реакции водителя 1,5 секунды. Каков тормозной путь автомобиля?

Дистанция реакции, конечно же, должна учитывать эти дополнительные 2 секунды.s)} $$

$$x \приблизительно 223,7\: m $$

224 метра составляют примерно 734 фута, более одной десятой мили.

Обледенелые дороги имеют значительно более низкий коэффициент трения, что может значительно увеличить тормозной путь.

Краткий обзор урока

Когда объект находится в движении, он может остановиться при приложении внешней силы, но не остановится мгновенно. В любом случае проходит некоторое время, прежде чем скорость объекта станет равной нулю, и объект все равно пройдет некоторое расстояние, пока замедляется.Это тормозной путь . Для объекта с водителем существует промежуток времени, в течение которого водитель должен распознать угрозу, решить, что автомобиль должен остановиться, а затем подать сигнал ногой, чтобы нажать на тормоз. В течение этого времени реакции автомобиль преодолеет -е расстояние реакции ({eq}x_r {/eq}) . Расстояние реакции равно скорости автомобиля, умноженной на время реакции

$$x_r = vt $$

Как только автомобиль начнет замедляться, он начнет скользить по дороге.2}{2 мкг} $$

Формула тормозного пути: трение, расчет, коэффициенты

Если водитель нажимает на тормоз автомобиля, автомобиль не останавливается сразу. Какое расстояние проедет автомобиль при нажатии на педаль тормоза? Какая сила трения требуется между шинами и дорогой, чтобы остановить автомобиль на определенном расстоянии? Ответ на все вышеперечисленные вопросы может дать формула тормозного пути и ее применение.

Когда водитель нажимает на тормоз, расстояние, которое автомобиль преодолевает до остановки, называется тормозным путем.Величина тормозного пути зависит от скорости автомобиля и коэффициента трения между колесами и дорогой, или можно сказать, что он зависит от тормозящей силы, действующей на автомобиль. В этой статье вы узнаете больше о формуле тормозного пути с примерами. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Последнее обновление:

👉 Ожидается, что результаты первого семестра CBSE будут опубликованы в январе 2022 года.
👉 Экзамены за 2 семестр начнутся в марте/апреле. Вскоре в феврале 2022 года совет опубликует приемную карточку и лист с датами экзаменов.

Концепция тормозного пути

Когда транспортное средство движется с определенной скоростью, и водитель внезапно применяет тормоза, вы можете заметить, что транспортное средство останавливается после прохождения определенного расстояния. Это расстояние называется тормозным путем. Остановочный путь – это расстояние, пройденное между моментом включения тормозов движущегося транспортного средства и моментом полной остановки транспортного средства.
Предположим, что водитель, едущий на автомобиле по дороге с определенной скоростью, вдруг видит опасность (людей, животных и т. д.) и думает нажать на тормоз. Интервал времени между тем, как водитель увидел опасность и нажатием на педаль тормоза, называется временем реакции. За это время машина проедет некоторое расстояние. Собственно торможение начинается после этого. В большинстве случаев это время реакции довольно мало, и им можно пренебречь при расчете тормозного пути для низкоскоростных автомобилей или транспортных средств.
Тормозной путь зависит от скорости автомобиля, неровности дорожного покрытия и рефлексов водителя автомобиля и обозначается \(s\) .Единицей СИ для тормозного пути является метр (единица расстояния).

Изучите концепции 10-го экзамена CBSE

Трение

Единственной причиной остановки любого транспортного средства после торможения является трение. Это сила сопротивления, действующая при относительном движении двух поверхностей. Он играет важную роль в повседневной жизни, от ходьбы людей по земле до остановки самолета на взлетно-посадочной полосе. Различают два типа трения: статическое трение и кинетическое трение.Статическое трение действует между двумя поверхностями, когда они не движутся относительно друг друга, а кинетическое трение действует между двумя объектами или поверхностями, когда они находятся в относительном движении.

Сила трения покоя определяется выражением
\(f = {\mu _s}N\)
, где \({\mu _s}\) — коэффициент статического трения, а предметы или поверхности.
Кинетическая сила трения определяется выражением
\(f = {\mu _k}N\)
, где \({\mu _k}\) — коэффициент статического трения, а \(N\) — нормальная реакция.2}}}{{2\mu g}}\)
Где,
\(v\) – скорость автомобиля
\(\mu \) – коэффициент трения
\(g\) – ускорение из-за гравитации

Факторы, влияющие на тормозной путь

Обсудив формулу тормозного пути или уравнение тормозного пути, мы заметили, что существуют определенные параметры, которые играют важную роль в определении тормозного пути. Рассмотрим факторы, влияющие на тормозной путь.

Практика 10-го экзамена CBSE Вопросы

1.Погода
Мы можем наблюдать, что в плохих погодных условиях, например, во время сезона дождей или снегопада, автомобиль или любое другое транспортное средство сталкивается с большими проблемами с тормозами, и общий тормозной путь, вероятно, будет больше. Это происходит из-за снижения коэффициента трения. По снегу или льду это в десять раз больше, чем по асфальтированной дороге.

2. Состояние дороги
Другим важным фактом являются дорожные условия, которые могут быть основным фактором, влияющим на тормозной путь.Дорога может быть особенно жирной или скользкой, если после периода жаркой погоды в течение длительного времени шел дождь или если на нее было пролито масло.

3. Состояние водителя
Состояние водителя является одним из наиболее важных факторов, поскольку вождение требует хорошего зрения. Возраст водителя, то, насколько он осведомлен во время вождения, и если он принимал или употреблял какие-либо наркотики или алкоголь, может повлиять на то, как быстро он отреагирует.

4.Состояние автомобиля
Несмотря на то, что сейчас у нас есть передовые технологии для создания автомобиля, в то же время многие современные автомобили могут останавливаться на значительно более коротких расстояниях, чем обычные автомобили. Состояние автомобиля также оказывает большое влияние на тормозной путь.

5. Скорость
Тормозной путь увеличивается со скоростью. Это объясняется связью между скоростью и кинетической энергией. Чем больше скорость, тем большую кинетическую энергию должны передать тормоза.2}}}{{2\,\mu g}}.\) Это зависит от различных факторов, таких как погодные условия, состояние почвы или дороги, техническое состояние автомобиля, состояние тормозов и состояние водителя. .

ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, КАСАЮЩИЕСЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ

ИЗБАВЬТЕСЬ ОТ СВОИХ КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ СОМНЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНО ТОРМОЗНОГО ПУТИ

Часто задаваемые вопросы

Q. 2}}}{{2a}}\)
Где \(u\) — начальная скорость транспортного средства
\(а\) — запаздывание.2}}}{{2\mu g}}\)
Где \(u\) – начальная скорость транспортного средства
\(\mu \) – коэффициент трения
\(g\) – ускорение к силе тяжести
Таким образом, можно сказать, что тормозной путь обратно пропорционален коэффициенту трения.

Q.3. Что такое дистанция реакции и чем она полезна?
Ans:
Расстояние реакции — это расстояние, которое вы проходите от точки обнаружения опасности до начала торможения или поворота.
Расстояние реакции можно уменьшить на
1. Предвидение опасностей.
2. Готовность.

Q.4. Что такое тормозной путь и какие факторы на него влияют?
Ans:
Тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента начала торможения до полной остановки автомобиля.
На тормозной путь влияет
1. Скорость автомобиля (квадратичное увеличение; «возведение в степень \(2\)»):
2. Дорога (уклон и условия).
3. Тормоза (состояние, технология торможения и сколько колес тормозят).

Q.5. Какие факторы влияют на тормозной путь?
Ответ:
Погодные условия, состояние почвы или дороги, техническое состояние транспортного средства, состояние тормозов, состояние водителя (например, время реакции из-за усталости может превышать \(1\) секунды)

Узнать о космической скорости

Мы надеемся, что эта статья «Формула тормозного пути » окажется для вас полезной.В случае возникновения каких-либо вопросов, вы можете связаться с нами в разделе комментариев, и мы постараемся их решить.

767 Просмотров

Формула тормозного пути — значение, уравнение и влияющие факторы

Представьте, что автомобиль едет по прямой дороге, но на дороге есть прерыватель скорости, который водитель не увидел и заметил, когда машина слишком резко набрала скорость близко к препятствию. Итак, водитель поспешно нажимает на тормоз автомобиля и резко останавливает автомобиль. Эта ситуация, когда автомобиль останавливается при постоянном приложении тормозной силы, называется замедлением, а расстояние, которое проходит автомобиль, чтобы остановиться, называется тормозным путем.

Итак, тормозной путь — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента, когда водитель нажимает на тормоз, до момента, когда автомобиль останавливается. Формула, которая используется для расчета этого расстояния, известна как формула тормозного пути и называется тормозным путем, который широко используется в автомобильной промышленности.

Формула тормозного пути

Мы знаем, что, согласно определению тормозного пути, это общее расстояние, пройденное между моментом, когда тело решает остановить движущееся транспортное средство, и моментом, когда транспортное средство полностью останавливается.Тормозной путь обозначается буквой d.

Теперь уравнение тормозного пути задается следующей формулой:

⇒ d = v²/2 мкг

⇒ d=v²2 мкг

Где,

v — скорость транспортного средства

μ — коэффициент трения

g — ускорение свободного падения

Формула тормозного пути или формула тормозного пути также определяется следующим уравнением: Скорость автомобиля

Итак, мы можем определить тормозной путь любого автомобиля, если знаем скорость движущегося автомобиля. Мы можем использовать любую из формул для расчета тормозного пути.

Факторы, влияющие на тормозной путь

После обсуждения формулы тормозного пути или уравнения тормозного пути мы заметили, что существуют определенные параметры, влияющие на тормозной путь. Рассмотрим факторы, влияющие на тормозной путь.

1. Погода

В плохих погодных условиях, например, во время сезона дождей или снегопада, у автомобиля или любого другого транспортного средства могут возникнуть проблемы с тормозами, и общий тормозной путь может увеличиться по ряду причин.Согласно недавнему исследованию, тормозной путь может увеличиваться во влажных условиях, а на снегу или льду этот показатель может быть умножен примерно на 10. Это означает, что на заснеженных или обледенелых дорогах вам может понадобиться больше, чем семь футбольных полей, чтобы остановиться на скорости 70 миль в час.

2. Состояние дороги

Другим важным фактом являются дорожные условия, которые могут влиять на тормозной путь. Мы можем предсказать погодные условия, но мы не можем предсказать дорожные условия, они не всегда так ясны, так как плохая погода означает длинный тормозной путь.Дорога может быть особенно жирной или скользкой, если после периода жаркой погоды в течение длительного времени шел дождь или если на нее было пролито масло.

3. Состояние водителя 

Состояние водителя является наиболее важным фактором, поскольку вождение требует хорошего зрения. Возраст водителя, то, насколько он осведомлен во время вождения, и если он принимал или употреблял какие-либо наркотики или алкоголь, может повлиять на то, как быстро он отреагирует.

4. Состояние автомобиля: 

Несмотря на то, что теперь у нас есть передовые технологии для создания автомобиля, и в то же время многие современные автомобили действительно могут останавливаться на значительно более коротких расстояниях, чем указано в официальных правилах дорожного движения, состояние автомобиля также может существенно влияет на тормозной путь. {2}}\]

Теперь нас просят определить полный тормозной путь автомобиля. Мы знаем, что тормозной путь автомобиля определяется формулой полного тормозного пути:

d = v²/2 мкг. ……(1)

Где,

v — Скорость транспортного средства

μ — Коэффициент трения

g — Ускорение свободного падения

Подставляя все необходимые значения в приведенное выше уравнение, мы получаем:

d = v²/2 мкг

(45*45)/ 2×0.5×9,8

⇒ d = 206,6 м ≃ 207 м

Следовательно, тормозной путь автомобиля равен 207 м.

Следующие факторы влияют на тормозной путь и очень важны для безопасности людей, находящихся внутри автомобиля. Вот эти факторы:

1. Погода. Погода играет решающую роль при определении тормозного пути, поскольку коэффициент сцепления с дорогой меняется вместе с изменением погодных условий.

2. Состояние дороги. Если состояние дороги не в хорошем состоянии, вероятность того, что автомобиль может попасть в аварию, гораздо выше.

3. Состояние водителя. Водитель автомобиля играет очень важную роль, и его личные рефлекторные действия необходимо учитывать при определении тормозного пути.

4. Состояние автомобиля. Тормозной путь каждого автомобиля различается, так как никакие два автомобиля не находятся в одинаковом состоянии, и, следовательно, их тормозной путь будет отличаться друг от друга. Правильный уход за автомобилем очень важен.

Вот как рассчитывается тормозной путь по формуле, учитывающей все физические условия.Сосредоточьтесь на значении каждого физического термина, используемого для расчета формулы, чтобы понять, как ее использовать.

Какова формула тормозного пути? — Первый законкомик

Какова формула тормозного пути?

Тормозной путь = путь реакции + тормозной путь.

Как найти тормозной путь с ускорением и скоростью?

Ниже приведено исходное уравнение. При расчете тормозного пути предполагается, что конечная скорость будет равна нулю.Исходя из этого, уравнением можно манипулировать, чтобы определить расстояние, пройденное во время торможения… Тормозной путь.

Расчетная скорость (миль/ч) Коэффициент трения (f)
20 0,40
30 0,35
40 0,32
60 0,29

Что такое физика тормозного пути?

Тормозной путь — это расстояние, которое автомобиль преодолевает до полной остановки.Он основан на скорости автомобиля и коэффициенте трения между колесами и дорогой. В этом уроке мы рассмотрим физику расстояния, необходимого для остановки движущегося автомобиля.

Как вы рассчитываете время остановки в физике?

Чтобы определить, сколько времени потребуется водителю, чтобы остановить транспортное средство при постоянной скорости замедления, необходимо разделить начальную скорость (в кадрах в секунду) на скорость замедления.

Какой тормозной путь на скорости 60 миль в час?

Тормозной путь: неправильный ли код дорожного движения?

Скорость Тормозной путь
40 миль в час 36 метров / 118 футов
50 миль в час 53 метра / 175 футов
60 миль в час 73 метра / 240 футов
70 миль в час 96 метров / 315 футов

Как рассчитать тормозной путь в кинематике?

Тормозной путь (BD) — это расстояние, которое проходит автомобиль с момента включения тормозов до полной остановки.Тормозной путь (SD) представляет собой расстояние мышления плюс тормозной путь, который показан в уравнении 1. Теперь мы можем получить уравнения для TD и BD, используя кинематику и второй закон Ньютона (ΣF = ma).

Какая формула расстояния в физике?

Чтобы найти расстояние, используйте формулу для расстояния d = st, или расстояние равно скорости, умноженной на время. Скорость и скорость похожи, поскольку они оба представляют некоторое расстояние в единицу времени, например мили в час или километры в час.

Что такое формула останавливающего потенциала?

Дано: тормозной потенциал = Vs = 2 В, длина волны падающего света = λ = 2000 Å = 2000 x 10–10 м, скорость света = c = 3 x 108 м/с, постоянная Планка = h = 6.2}{20}.

Какое уравнение для тормозного пути? – Кухня

Тормозной путь = реакционный путь + тормозной путь .

Как рассчитать тормозной путь?

Тормозной путь = мыслительный путь + тормозной путь Мыслительный путь составляет примерно 1 фут на каждую милю в час, с которой вы едете, например, автомобиль, движущийся со скоростью 30 миль в час, проедет 30 футов, прежде чем будут задействованы тормоза.

Что такое тормозной путь в физике?

тормозной путь = мыслительный путь + тормозной путь.2}{20}.

Как найти тормозную силу?

Тормозная сила F b прямо пропорциональна скорости автомобиля и может быть выражена соотношением:

  1. Фб=кв.
  2. мА=−кв.
  3. мдвдт=−кв.

Что такое формула расстояния в физике?

Чтобы найти расстояние, используйте формулу для расстояния d = st, или расстояние равно скорости, умноженной на время. расстояние = скорость х время. Скорость и скорость похожи, поскольку они оба представляют некоторое расстояние в единицу времени, например мили в час или километры в час.Если скорость r такая же, как скорость s, r = s = d/t.

Как рассчитать тормозной путь по времени реакции?

Простой метод: рассчитайте расстояние реакции

  1. Формула: убрать последнюю цифру скорости, умножить на время реакции и затем на 3.
  2. Пример расчета при скорости 50 км/ч и времени реакции 1 секунда:
  3. Формула: d = (s * r) / 3,6.
  4. d = расстояние реакции в метрах (подлежит расчету).

Как рассчитать тормозной путь с помощью кинетической энергии?

«Остановочный путь» относится к расстоянию, проходимому транспортным средством при включенном тормозе.По определению работы (работа = сила х расстояние) кинетическая энергия автомобиля равна произведению тормозной силы на тормозной путь.

Как найти тормозной путь на графике?

Тормозной путь — это площадь под графиком графика скорости/времени, показывающая замедление автомобиля в зависимости от времени. Если вы удвоите скорость, с которой вы задействуете тормоза, вы удвоите время, необходимое для полной остановки. но расстояние, которое вы проедете за это время, увеличится в четыре раза!

Как вы рассчитываете время остановки в физике?

Чтобы определить, сколько времени потребуется водителю, чтобы остановить транспортное средство при постоянной скорости замедления, необходимо разделить начальную скорость (в кадрах в секунду) на скорость замедления. 2}{20}.

Что такое тормозной путь в физике?

Тормозной путь — это расстояние, необходимое для остановки после включения тормозов. Тормозной путь увеличивается, если: тормоза или шины автомобиля находятся в плохом состоянии. плохие дорожные и погодные условия (например, обледенелые или мокрые дороги) автомобиль имеет большую массу (например, в нем больше людей)

Что такое безопасный тормозной путь?

В нормальных и сухих условиях водитель должен держать дистанцию ​​от 2 до 3 секунд до впереди идущего автомобиля.Во влажных или скользких условиях водитель должен держать дистанцию ​​от 4 до 5 секунд до впереди идущего автомобиля.

Какое уравнение тормозного момента?

Тормозной момент (Tb) — это момент силы торможения относительно центра вращения. Тб = Фб. re Где re — эффективный радиус диска. Расчетные тормозные моменты для ряда тормозных суппортов Twiflex показаны в брошюре для ряда стандартных размеров дисков.

Что увеличивает тормозной путь?

Тормозной путь автомобиля можно увеличить за счет: плохих дорожных и погодных условий, таких как гравий, мокрая или обледенелая дорога – меньше трения между шинами и дорогой. плохое состояние автомобиля, например, изношенные тормоза или изношенные шины – меньше трения между тормозами и колесами.

Как рассчитать тормозной путь по физике?

Уравнение 5. g — ускорение свободного падения. Последним шагом в нашем выводе уравнения тормозного пути (SD) является добавление мыслительного пути (TD) к тормозному пути (BD), что показано в уравнении 6. Давайте представим, что время реакции нашего водителя составляет 0,5 с, и мы известно, что начальная скорость равна 73 км/ч, что равно 20.3 м/с.

Какова правильная формула для определения тормозного пути?

Формула тормозного пути определяется следующим образом: d = тормозной путь (м) v = скорость (м/с) μ = коэффициент трения. g = ускорение свободного падения (9.8 ) Формула тормозного пути также определяется выражением Где k = константа пропорциональности.

Как рассчитать тормозной путь велосипеда?

Константа пропорциональности определяется формулой k = d / v2. = 10/1600. = 0,00625. Пример 2. Велосипед движется со скоростью 15 м/с и тормозит. Рассчитайте его тормозной путь, если константа пропорциональности равна 0,9.

Как связаны тормозной путь и время реакции тормоза?

Тормозной путь и время реакции тормоза являются важными составляющими расчетов дистанции видимости при остановке. Для того, чтобы убедиться, что указанная дистанция остановки является адекватной, нам необходимо более глубокое понимание силы трения.2}{20}.

Что такое разрывная сила?

Прочность на разрыв — это способность материала выдерживать растягивающую или растягивающую силу. Она обычно измеряется в единицах силы на площадь поперечного сечения. Прочность на разрыв или растяжение более важна для хрупких материалов, чем для пластичных.

Как найти тормозную силу?

Тормозная сила Fb прямо пропорциональна скорости автомобиля и может быть выражена соотношением:

  1. Фб=кв.
  2. мА=−кв.
  3. мдвдт=−кв.

Как рассчитать тормозное усилие?

Массу автомобиля можно найти в руководстве по эксплуатации автомобиля. Разделите вес автомобиля на общее тормозное усилие, а затем умножьте число на 100, чтобы получить процент эффективности торможения. Взвесьте все, что находится внутри вашего автомобиля, потому что это повлияет на тормоза.

Как рассчитать время торможения?

Чтобы определить, сколько времени потребуется водителю, чтобы остановить транспортное средство при постоянной скорости замедления, необходимо разделить начальную скорость (в кадрах в секунду) на скорость замедления.

Что такое тормозной путь в физике?

Тормозной путь — это расстояние, необходимое для остановки после включения тормозов. Тормозной путь увеличивается, если: тормоза или шины автомобиля находятся в плохом состоянии. плохие дорожные и погодные условия (например, обледенелые или мокрые дороги) автомобиль имеет большую массу (например, в нем больше людей)

Какая сила является тормозной силой?

Когда к тормозам транспортного средства прикладывается сила, трение между тормозами и колесом совершает работу. Это снижает кинетическую энергию автомобиля, замедляя его и вызывая повышение температуры тормозов.

Что такое тормозная сила в физике?

Тормозная сила определяется как сила, замедляющая автомобиль, когда водитель нажимает педаль тормоза. Эта знаменитая сила, без которой ничего не было бы возможно, действует на шины, соприкасающиеся с землей, поэтому ее невозможно измерить напрямую.

Как рассчитать силу?

Формула силы определяется вторым законом движения Ньютона: сила, действующая на объект, равна массе, умноженной на ускорение этого объекта: F = m ⨉ a.Чтобы использовать эту формулу, вам нужно использовать единицы СИ: ньютоны для силы, килограммы для массы и метры в секунду в квадрате для ускорения.

Как вы рассчитываете время остановки в физике?

Как рассчитать тормозное усилие?

Чтобы рассчитать тормозное усилие на тормозной колодке, мы должны учитывать усилие на педали и множители усилия, такие как тяги. Механическое преимущество, обеспечиваемое каждой связью, рассчитывается независимо, а затем суммируется для получения общей тормозной силы на колодке. 2/20 + х, где х — скорость автомобиля, а d — тормозной путь.

Какое уравнение для средней силы?

Слово «средняя» используется для обозначения того, что это не «мгновенная» или точно измеренная скорость. Таким образом, средняя сила равна произведению массы тела на среднюю скорость за определенное время. F = m (v f – v i)/t.

Что такое разрывная сила?

Минимальное усилие разрыва: минимальное усилие, при котором цепь в том состоянии, в котором она покидает завод изготовителя, по результатам репрезентативных испытаний разрывается при приложении постоянно возрастающей силы при прямом натяжении.Значения разрывного усилия не являются гарантией того, что все сегменты цепи выдержат эти нагрузки.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта