生活物理:汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或剎車(chē)安全由誰(shuí)定?
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-08-31 16:03:57
汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或剎車(chē)安全由誰(shuí)定?
一輛汽車(chē)在寬闊道路上行駛,前面突然出現(xiàn)寬度很大的障礙物,為了避免相撞,試問(wèn)該車(chē)選擇急剎車(chē)好,還是以原速急轉(zhuǎn)彎好?
?之一、?一般分析:(1)若采用急轉(zhuǎn)彎方式,則汽車(chē)受到的摩擦力提供向心力的作用,使汽車(chē)在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)向心力公式:f=mv2/R,根據(jù)摩擦力公式f=μΝ=μmg,解之得:R=v2/μg.
?(2)若采用急剎車(chē)的方式,則由題意可知,汽車(chē)在水平方向受滑動(dòng)摩擦力的作用,在豎直方向受到二個(gè)力:重力、支持力,二力平衡,因而在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:f=ma;根據(jù)摩擦力公式f=μΝ=μmg得加速度的大小為:a=μg.
??根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)vt2-v2=2as公式,因?yàn)閯x車(chē)時(shí)末速度為0,得出汽車(chē)滑行距離為:s=v2/2a=v2/2μg.
??比較上面s、R大小的表示式可以看出:當(dāng)汽車(chē)的速度v一定、距障礙物距離一定時(shí),s小于R,即采用急剎車(chē)方法滑行距離短,因而采用這種方式較好。
實(shí)際調(diào)查:通過(guò)調(diào)查在實(shí)際交通中見(jiàn)到的車(chē)禍,椐有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)說(shuō):緊急避險(xiǎn)時(shí),急剎車(chē)或者急轉(zhuǎn)彎有時(shí)都不保險(xiǎn),但也有時(shí)都保險(xiǎn),這是為什么?
之二、聯(lián)系實(shí)際分析:從上述解法一的一般分析可以看出,確實(shí)存在著一定的缺陷,忽視了題目中的條件:即解題中始終沒(méi)有考慮障礙物的寬度大小及汽車(chē)離障礙物的距離.假定汽車(chē)離障礙物的距離為L(zhǎng),根據(jù)上面的結(jié)論,司機(jī)急剎車(chē)時(shí),s=v2/2μg;司機(jī)急轉(zhuǎn)彎時(shí),R=v2/μg.得出以下討論結(jié)果:
。1)當(dāng)L>R時(shí),則急剎車(chē)或者急轉(zhuǎn)彎均可
。2)當(dāng)s<L<R時(shí),則急剎車(chē)保險(xiǎn);
。3)當(dāng)L<s時(shí),緊急剎車(chē)顯然不可,至于能否安全轉(zhuǎn)彎,視障礙物的寬度及位置才能決定,若障礙物不論其大小都位于在汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之內(nèi),則不能急轉(zhuǎn)彎,若障礙物位于其轉(zhuǎn)彎半徑之外,則可以急轉(zhuǎn)彎。