Пост для тех, кто вечно торопится в левой полосе и начинает показывать свое недовольство, плотно прижимаясь сзади к автомобилю, двигающемуся с недостаточно высокой для них скоростью. Не осуждаю, т.к. иногда это действительно бесит, но сегодня приведу несложные расчеты, способные предупредить фатальные последствия этих действий.
Давайте для начала просто рассчитаем тормозной путь автомобиля, начинающего тормозить с разной скорости. У меня на занятиях по физике равноускоренное движение — это самая первая тема, с которой все начинается, и одно из первых заданий, которые мы делаем, — это расчет тормозного пути. Поэтому мои ученики умеют это делать.
Сегодня не будем выводить формулы и уравнения, я просто дам уже готовую формулу для расчета тормозного пути, который пропорционален квадрату скорости (v) и обратно пропорционален ускорению (a):
S = v²/2a
По сути здесь, конечно, не ускорение, а замедление, ведь скорость уменьшается. Естественно, оно у всех машин разное, но мы знаем, что при торможении автомобиль взаимодействует с дорогой через силу сцепления шин, которая в простейшем случае равна произведению коэффициента трения на силу нормальной реакции. На горизонтальной поверхности без учета дополнительных сил нормальная реакция совпадает с силой тяжести, а по второму закону Ньютона сила равна произведению массы на ускорение.
μmg = ma
Это я сильно упростил: на автомобиль могут действовать еще разные силы в разных направлениях, а предельное сцепление шин с дорогой зависит от режима торможения. Кроме того, в автомобиле есть система АБС, которая не дает колесам просто заблокироваться, но для грубой оценки пойдет.
Таким образом, получается, что тормозной путь будет равен:
S = v²/2μg
Коэффициент трения μ зависит от соприкасающихся поверхностей. В справочных данных эти показатели разнятся для разных шин и дорожных покрытий, но давайте возьмем какое-нибудь среднее значение для сухого асфальта и обычных шин — 0,7. Для сухого асфальтобетона справочные значения действительно находятся примерно в диапазоне 0,7–0,8.
Но мы тут забыли еще кое-что. Торможение происходит не в то же мгновение, когда человек увидел, что что-то неладно впереди. Ему нужно время на реакцию и перенос ноги с педали газа на тормоз. И даже если вы супер дерзкий, как пуля резкий, меньше 1 секунды обычно это не занимает. И эту секунду вы будете двигаться равномерно с той скоростью, с которой начнете тормозить.
Поэтому к тормозному пути нужно прибавить еще путь, пройденный равномерно за t = 1 секунду. Таким образом, наша формула превращается в:
S = v²/2μg + vt
Для вас ниже привел таблицу с тормозными путями для разных скоростей движения.
Скорость Дистанция
20 км/ч 8 м
40 км/ч 19 м
60 км/ч 36 м
80 км/ч 58 м
100 км/ч 86 м
120 км/ч 121 м
140 км/ч 159 м
160 км/ч 202 м
180 км/ч 249 м
200 км/ч 300 м
Здесь стоит отметить, что приведенные дистанции — это пути, которые проходит автомобиль до полной остановки. То есть это предельный случай, когда водитель увидел впереди неподвижную стену и начал сильно давить на тормоз. В реальности же дистанция держится между движущимися объектами, и автомобиль впереди не останавливается мгновенно. У него тоже есть какой-то тормозной путь и время реакции, но они, скорее всего, отличаются от ваших.
В таком случае нужно прибегать к относительному движению, что усложняет задачу из-за разных ускорений двух автомобилей. Но если предположить, что они двигались изначально с одинаковой скоростью и тормозили с одинаковым ускорением, а водитель сзади нажал на тормоз через секунду после того, как увидел стоп-сигналы движущегося впереди автомобиля, то после начала торможения заднего автомобиля расстояние между машинами уже не будет меняться. За эту секунду задний автомобиль успеет приблизиться к переднему на расстояние, равное произведению скорости на время реакции.
А это уже гораздо меньшие расстояния и повод поиграть с огнем.
Например, при 100 км/ч такая дистанция составит 28 м вместо 86 м для предельного случая перед неподвижным объектом. А если замедления разные, необходимая дистанция тоже изменится — причем она может оказаться как меньше, так и значительно больше.
Как же измерить эту дистанцию «на глаз», сидя в движущемся автомобиле?
Можно использовать так называемые секунды движения. Выбрать ориентир, например столб, и с того момента, как движущийся автомобиль его проедет, начать отсчитывать, через сколько секунд этот ориентир проедете вы.
Для практической езды можно ориентироваться на 2–3 секунды дистанции на сухой дороге. Это не то же самое, что приведенный выше остановочный путь: это запас времени до автомобиля впереди. Чем хуже видимость, покрытие или состояние шин и чем больше скорость, тем больше этот запас стоит увеличивать.
Вот такие вот простые расчеты могут кому-то помочь. А то в ПДД никаких конкретных расстояний нет, там формулировка типа «держите безопасную дистанцию». Теперь вы примерно знаете, что это значит с точки зрения физики.