Если скорость автомобиля удвоится

Вот почему при лобовом ударе скорости автомобилей не складываются

Если две машины одновременно движутся на скорости 100 км в час на встречу друг другу и происходит лобовое столкновение, то складываются ли скорости в момент удара?

Среди автолюбителей ходит масса правдоподобных мифов, в которые верит большое количество людей. О многих мифах мы уже не раз писали на страницах нашего издания. Сегодня же мы хотим поговорить о самом распространенном мифе – о складывании скоростей двух автомобилей при лобовом ударе. Давайте развеем этот миф раз и навсегда.

Как-то так повелось, что многие люди считают, что если два автомобиля сталкиваются лоб в лоб, то энергия удара будет соответствовать удвоенной скорости каждого из автомобилей. То есть, как полагают многие автолюбители, чтобы понять, какой силы будет лобовой удар, нужно сложить скорости обоих попавших в ДТП автомобилей.

Чтобы понять, что это миф, и чтобы рассчитать силу лобового удара и последствия для автомобилей, попавших в такую аварию, нужно провести следующее сравнение.

Итак, давайте сравним последствия для автомобилей в разных авариях. Например, каждая машина движется навстречу друг другу со скоростью 100 км/ч, и затем они лоб в лоб сталкиваются друг с другом. Как вы думаете, последствия от лобового удара будут серьезнее, чем от удара в кирпичную стену на той же скорости? Если основываться на распространенном мифе, который уже несколько десятков лет ходит среди людей, только наполовину знающих физику (или вообще не знакомых с ней), то на первый взгляд последствия лобового удара двух автомобилей на скорости 100 км/ч будут более плачевными, чем при ударе автомобиля на той же скорости о кирпичную стену, так как якобы сила лобового удара будет больше из-за того, что скорости машин в этом случае нужно сложить. Но это не так.

На самом деле сила лобового удара двух машин на скорости 100 км/час будет соответствовать той же силе, что и при ударе на скорости в 100 км/час в кирпичную стену. Это можно объяснить двумя способами. Один – простой, который будет понятен даже школьнику. Второй – более сложный, который поймут не все.

ПРОСТОЙ ОТВЕТ

Действительно, полная энергия, которая должна быть рассеяна с помощью смятия металла кузова, вдвое выше при столкновении двух машин лоб в лоб, нежели при ударе одного автомобиля о кирпичную стену. Но при лобовом столкновении увеличивается расстояние смятия металла кузовов обеих машин.

Поскольку изгиб металла – это то место, где идет вся эта кинетическая энергия, то при столкновении двух машин лоб в лоб энергии будет поглощаться в два раза больше, поскольку она будет поглощаться двумя автомобилями, в отличие от удара об кирпичную стену, где кинетическая энергия будет поглощаться одной машиной.

Таким образом, скорость замедления и сила лобового удара на скорости 100 км/час будет примерно той же, что и при ударе на 100 км/час в кирпичную неподвижную стену. Поэтому последствия для двух автомобилей, двигающихся с одинаковой скоростью и столкнувшихся лоб в лоб, будут примерно такими же, как если бы один автомобиль с той же скоростью врезался в неподвижную стену.

БОЛЕЕ СЛОЖНЫЙ ОТВЕТ

Предположим, что автомобили имеют одинаковую массу, одни и те же характеристики деформации и идеально под прямым углом сталкиваются лоб в лоб и не отлетают друг от друга далеко. Допустим, что оба автомобиля остановятся в точке столкновения. Таким образом, двигаясь, например, со скоростью 100 км/час, каждый автомобиль остановится при ударе с 100 до 0 км/час. В этом случае каждый автомобиль будет вести себя точно так же, как если бы каждый из них столкнулся с неподвижной стеной на скорости 100 км/час. В итоге оба автомобиля получат при идеальном лобовом ударе тот же урон, что и при ударе об стену.

Чтобы понять, почему именно одинаковый урон, нужно провести мысленный эксперимент. Для этого представьте, что два автомобиля едут на скорости 100 км/час навстречу друг другу. Но на дороге между ними стоит толстая, очень крепкая неподвижная стена. А теперь представьте, что оба автомобиля одновременно врезаются в эту воображаемую стену с противоположных сторон. Каждый в этот момент одновременно останавливается со 100 км/час до 0 км/час. Поскольку стена на дороге очень прочная, она не передает энергию удара одного автомобиля на другой. В итоге получается, что оба автомобиля ударяются отдельно в стоящую стену, не оказывая влияния друг на друга.

А теперь повторите этот мысленный эксперимент с более тонкой и не очень крепкой стеной, но способной выстоять под ударом. В этом случае, если удар будет одновременно с двух сторон, стена останется стоять на месте. А теперь представьте вместо стены лист прочного куска резины. Поскольку два автомобиля врезаются в него одновременно, лист резины останется стоять на месте, поскольку оба автомобиля будут удерживать резину на одном месте в момент одновременного удара. Но тонкий лист резины не может повлиять на замедление любой машины, поэтому даже если вы уберете лист резины между автомобилями, которые сталкиваются лоб в лоб, каждый автомобиль по-прежнему в момент удара остановится со 100 км/час до 0 км/час, то есть точно так же, как если бы один автомобиль врезался в крепкую неподвижную стену со скоростью 100 км/час.

Одинаковая ли энергия удара и последствия при столкновении со стоящим автомобилем или неподвижной стеной?

Это еще один распространенный миф среди автолюбителей, который связан с тем, что если на скорости, например, в 100 км/час столкнуться со стоящим автомобилем, то сила удара будет точно такой же, как если бы автомобиль на скорости в 100 км/час влетел в неподвижную стену. Но и это не так. Это чистый воды миф, который основан на незнании элементарной физики.

Итак, представим себе ситуацию, что один автомобиль движется со скоростью 100 км/час и на полном ходу сталкивается с точно такой же машиной, стоящей на дороге. В момент удара один автомобиль, продолжая свое движение, будет толкать другой автомобиль. В итоге обе машины отлетят от места столкновения. В момент удара кинетическая энергия будет поглощаться деформацией кузова обоих автомобилей. То есть энергия удара также поделится между двумя автомобилями. В случае же с ударом в неподвижную стену одного автомобиля на скорости в 100 км/час деформация кузова будет только у одного автомобиля. Соответственно, сила удара и его последствия для машины будут больше, чем при ударе на скорости одного автомобиля в другой, который стоит на месте.

Источник статьи: http://1gai.ru/baza-znaniy/poleznoye/521117-vot-pochemu-pri-lobovom-udare-skorosti-avtomobiley-ne-skladyvayutsya.html

Почему с ростом скорости, тормозной путь увеличивается не пропорционально?

Почему тормозной путь увеличивается больше, чем растет скорость движения автомобиля?

Ваша интуиция подсказывает вам, что тормозной путь со 130 км/ч должен увеличиться на 33.3%. Не верьте своим домыслам, ваша интуиция смертельно ошибается.

Давайте проведем эксперимент. Представьте, что вы читаете брошюру о новом супер-спортивном автомобиле, который вы хотите в скором времени приобрести. Продавец нахваливает свой товар на разные лады, не забыв при этом упомянуть, что на автомобиле стоят лучшие в мире тормоза. Эксперименты, мол, доказывают, что снижение скорости при экстренном торможении со 100 км/ч происходит настолько быстро, что достаточно каких-то 18 метров на сухом асфальте.

А теперь, внимание, вопрос: какая дистанция при равных условиях потребуется автомобилю при экстренном торможении со скорости 130 км/ч?

Если вы посчитали, что тормозной путь составит 24-25 метров, вы значительно ошиблись и не знаете или просто забыли одну каверзную физическую данность, о которой каждый автомобилист должен знать всегда, если он хочет прожить долгую и счастливую жизнь.

Напомним этот аспект. Видите ли, если вы ошиблись в вычислении, значит вы посчитали, что тормозной путь будет увеличиваться пропорционально росту скорости. 130 км/ч на 1/3 превышает скорость в 100 км/ч, значит и тормозной путь должен отличаться на треть… Так ведь было?

На самом деле этот подсчёт не имеет никакого отношения к реальности. Обратимся к официальным данным тормозного пути McLaren 720S. Эта спортивная модель обладает достаточно качественными тормозными механизмами, поэтому пример эксперимента должен получится показательным.

Итак, тормозной путь со 100 км/ч составляет 33 метра. Результат очень неплох. Прибавляем 30 км/ч. При торможении со 130 км/ч дистанция до полной остановки оказалась… 54 метра! Практически в два раза больше. И практически на 46% больше по отношению к 33.3-процентному увеличению скорости. Что за чудеса?

Взгляните на тормозной путь любого автомобиля, нового или старого, быстрого или медленного. Не имеет значения, стоят ли у него гигантские карбон-керамические тормоза, самая современная в мире ABS или самые липкие шины, известные человечеству. Тормозной путь каждого автомобиля со 130 до 0 км/ч будет минимум на 75% длиннее, чем при остановке со схожей интенсивности со скорости в 100 км/ч.

Причина? В физике. Тормозной путь измеряет то, как транспортное средство превращает кинетическую энергию (движение вперед) в тепловую энергию (тепло, отдаваемое тормозами в окружающую среду). Тормозной путь пропорционален кинетической энергии, которую надо погасить работой силы трения. Энергия пропорциональна квадрату скорости.

Базовая формула гласит, что длина тормозного пути увеличивается прямо пропорционально квадрату скорости.

Более наглядно ситуация разобрана в следующем видео. Поскольку видеоролик англоязычный, выделим и переведем некоторые основные моменты.

1.Два автомобиля движутся по дороге. Синяя машина на скорости 70 миль в час, красная 100 миль в час.

2.Внезапно перед машинами падает дерево. По условиям задачки, оба водителя начинают тормозить одновременно, с одинаковым усилием.

3.Синий автомобиль успевает остановиться, красная машина врезается в дерево.

Вопрос звучит следующим образом: «На какой скорости произойдет столкновение красного автомобиля с деревом?» Ответ: «На 71 мили в час!» То есть автомобиль, который ехал всего на 30 миль в час быстрее не успеет сбросить скорость даже до того показателя, с которого начало торможение синие авто.

Подробнее объяснение начинается с 4 минуты видео. Если вы хотите ничего не пропустить, советуем вам включить субтитры и нажав в «Настройки» перевод субтитров на русский продолжить изучение темы. Впрочем, «технари» легко поймут формулы и без перевода.

Подумайте об этом в следующий раз, когда мчитесь по трассе или по загородной пустой дороге. По мере увеличения скорости ваш тормозной путь будет увеличиваться на квадрат скорости движения. Это осознание изменит многое в правильности вашего восприятия опасности или понимания ложной безопасности при движении по дороге на скорости.

Источник статьи: http://1gai.ru/baza-znaniy/vajno-znat/519984-pochemu-s-rostom-skorosti-tormoznoy-put-uvelichivaetsya-ne-proporcionalno.html

Как научить ребенка не путать скорость сближения и скорость удаления в задачах на движение. Разбираем с учителем

В 4 классе дети начинают решать задачи на скорость сближения и скорость удаления. Ребята начинают путаться. Часто они не могут определить вид задачи или просто не знают формулы. Однако понять эту тему легко. В этой статье Я расскажу, как учу своих учеников не путаться в задачах данного вида .

Ситуация 1

Представь, что вы с мамой вышли из дома и пошли в разные стороны. Вы будете приближаться друг к другу или удаляться друг от друга? Удаляться. Расстояние между вами будет увеличиваться или уменьшаться? Увеличиваться. Для того, чтобы найти скорость удаления в данной ситуации, нужно две скорости сложить.

Из города одновременно в разных направлениях выехали два автомобиля. Скорость первого автомобиля 70 км/ч, скорость второго автомобиля 90 км/ч. Какое расстояние будет между автомобилями через 4 часа?

1) 90 + 70 = 160 (км/ч) — скорость удаления.

2) 160 × 4 = 640 (км)

Ответ: 640 км будет расстояние между автомобилями через 4 часа.

Ситуация 2

Представь, что вы с мамой идете навстречу друг другу.

В каждой из обсуждаемых ситуаций я задаю одни и те же вопросы, как в первой ситуации. Поэтому дальше я буду писать только результат наших рассуждений.

Когда мы идем навстречу друг другу, мы приближаемся друг к другу. Поэтому ищем скорость сближения. Расстояние между нами будет становиться меньше. Для того, чтобы найти скорость сближения в данной ситуации, нужно скорости сложить.

Расстояние между двумя городами 640 км. Из каждой из них одновременно навстречу друг другу выехали два автомобиля. Скорость первого автомобиля 90 км/ч, скорость второго автомобиля 70 км/ч. Через сколько часов автомобили встретятся?

1) 90 + 70 = 160 (км/ч) — скорость сближения

2) 640 : 160 = 4 (ч)

Ответ: автомобили встретятся через 4 часа.

Ситуация 3

Представь, что ты идешь по улице и видишь, что впереди идет мама. Ты решаешь ее догнать. Твоя скорость больше, чем скорость мамы. Ты догонишь маму? Да. Вы будете приближаться к друг другу или удаляться?Расстояние между вами будет увеличиваться или уменьшаться? Уменьшаться. (приближаться, т. к. ребенок сокращает расстояние). В этой ситуации мы находим скорость сближения.

Из города в посёлок выехали два автомобиля. Скорость первого автомобиля 70 км/ч, скорость второго автомобиля 90 км/ч. Через сколько часов второй автомобиль догонит первый, если расстояние между ними равно 120 км?

1) 90 — 70 = 20 (км/ч) — скорость сближения

2) 120 : 20 = 6 ( ч)

Ответ: второй автомобиль догонит первый через 6 часов.

Ситуация 4

Представь ту же ситуацию, но теперь скорость больше у мамы. Ты догонишь маму? Нет. Почему? Она будет постоянно удаляться. Находим скорость удаления. Для этого из большей скорости вычитаем меньшую.

Одновременно из города выехали два автомобиля и поехали в одном направлении. Скорость первого автомобиля 90 км/ч, скорость второго автомобиля 70 км/ч. Какое расстояние будет между автомобилями через 4 часа?

1) 90 — 70 = 20 (км/ч) — скорость удаления

Ответ: 80 км будет расстояние между автомобилями через 4 часа.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5d7c8662e6e8ef00ad8d4e49/kak-nauchit-rebenka-ne-putat-skorost-sblijeniia-i-skorost-udaleniia-v-zadachah-na-dvijenie-razbiraem-s-uchitelem-5fb3dea5f6872f437e1005d1