У какого автомобиля больше тормозной путь - у груженого под завязку или у пустого?
Больше половины людей ответят, что у груженого.
А на как обстоят дела на самом деле?
Для начала придется окунуться в "школьные годы чудесные", а именно - в физику за 6-й класс. Раздел "Силы трения". Окунаться будем не глубоко, по щиколотку.
Итак, смотрим на картинку. Перед нами - одноглазый Билли Бонс за рулем Фольксвагена. Он что-то увидел на дороге и вовсю тормозит. С точки зрения физики, и Фольксваген, и Билли Бонс - все это вместе называется "тело". На это тело действуют силы. Это сила тяжести, которая прижимает тело к земле mg
, сила реакции опоры N
, которая ей противодействует. Эти силы в простейшем случае, на горизонтальной поверхности, равны и направлены в разные стороны, а их равнодействующая равна нулю. Кроме них на движущееся тело действует еще одна сила - сила трения Fтр
. Сила трения зависит от силы реакции опоры и коэффициента трения, она прямо пропорциональна им. А если точнее, равна просто их произведению: F тр. = μN
.
Но сила реакции опоры равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения g: N = mg
.
Подставим значение N
в формулу силы трения:
F тр. = μmg
Поскольку на всей планете Земля ускорения свободного падения одинаковое, то делаем вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения и массы тела, и больше ни от чего.
Если на дело действует какая-то сила, оно начинает ускоряться (напомним, что с точки зрения физики торможение - тоже ускорение, только с обратным знаком). Согласно второму закону Ньютона, это сила равна произведению массы на ускорение: F = ma
Значит, ускорение равно a = F / m
.
На наше тело действует единственная сила - сила трения (равнодействующая остальных равна нулю, значит, они не оказывают влияния). Значит,
a = F тр. /m
, то есть ускорение (замедление торможения) равно силе трения, деленной на массу Билли Бонса и его Фольксвагена.
Но сила трения равна F тр. = μmg
. Подставим это значение в нашу формулу:
а = μmg/m
. Масса, деленная на эту же массу, сокращается. Значит, а = μg
Итак, ускорение (в нашем случае - это интенсивность торможения) зависит только от коэффициента трения! Какая бы ни была масса тела, она у нас сокращается, то есть чем больше масса, тем больше будет и сила трения, причем точно на эту же самую величину.
Вроде бы уже все ясно. Но нам надо решить задачу до конца и вычислить тормозной путь. Это просто.
Ускорение а
равно скорости V
, деленной на время t
a = V / t
Тогда
t = V / a = V / μg
Согласно Закону равноускоренного движения, расстояние S
равно:
S = at 2 / 2
Тогда
S = μg (V / μg) 2 / 2 = (V 2 / μg) / 2 = V 2 / 2μg
Итак,
Тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента трения, и не зависит от массы автомобиля.
Ну а поскольку ускорение свободного падения - величина постоянная, и равна 9.81 м/с 2 , то упрощенно можно считать так:
S = V 2 / 20μ
Так гласят незыблимые законы физики. Но если заглянуть в характеристики автомобилей, легко обнаружить, что у грузовиков тормозной путь больше, чем у легковушек. Выходит, они нарушают эти самые незыблимые законы? Конечно, нет. Для того, чтобы разобраться в этом, придется выйти далеко за пределы элементарной физики и детально знакомиться со свойствами тормозных систем (в частности, в разнице работы между "легковой" гидравлической и "грузовой" пневматической - а они разные), а также - в работе шины. В частности, в зависимости коэффициента трения шины от ее температуры, и, самое главное, от того, в какой момент начнется плавление резины. Чем раньше шина начнет плавиться - тем больше будет тормозной путь. А раньше начнет плавиться та шина, которая сильнее прижимается к асфальту. То есть - шина грузовика.
Тем не менее, в самом общем случае, когда скорости разумные, тормозной путь конкретного автомобиля не будет зависеть от того, насколько он нагружен. Не верьте тем людям, которые утверждают, что у сильно загруженного автомобиля он больше. Он такой же точно, как у пустого.
Что же касается автомобиля с прицепом, не оборудованным тормозами, то путем нехитрых преобразований мы получим такую формулу ускорения:
а = μg (1 + m пр. / m авт.)
Из чего видно, что сама масса прицепа не имеет значения, а важно только отношение массы прицепа к массе автомобиля: чем оно больше - тем больше ускорение и, стало быть, тормозной путь. Прямо пропорционально отношению масс автомобиля, который тормозит и прицепа, который тормозить не может.
S = V 2 / 2μg(1 + (m пр. / m авт.))
Видно, что если масса прицепа будет равна половине массы автомобиля, то тормозной путь увеличится наполовину, то есть станет в полтора раза длиннее. А если масса прицепа равна массе автомобиля - то в два раза.
Статья написана по материалам лекций
Любой автомобилист знает, что часто от ДТП нас отделяют буквально доли секунды. Автомобиль, движущийся с определенной скоростью, не может замереть на месте, как вкопанный, после нажатия на педаль тормоза, даже если у вас стоят покрышки Continental, которые традиционно занимают высокие места в рейтингах, и тормозные колодки с высоким коэффициентом тормозного нажатия.
После нажатия на тормоз, автомобиль еще преодолевает определенное расстояние, которое называют тормозным или остановочным путем. Таким образом, тормозной путь - это расстояние, которое проходит транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки. Водитель должен хотя бы приблизительно уметь рассчитывать остановочный путь, иначе не будет соблюдаться одно из основных правил безопасного передвижения:
- остановочный путь должен быть меньше, чем расстояние до помехи.
Ну, а здесь вступает в действие такая способность, как скорость реакции водителя - чем раньше он заметит преграду и нажмет на педаль, тем раньше машина остановится.
Длина тормозного пути зависит от таких факторов:
- скорость движения;
- качество и вид дорожного покрытия - мокрый или сухой асфальт, лед, снег;
- состояние шин и тормозной системы автомобиля.
Обратите внимание, что такой параметр, как вес автомобиля, не влияет на длину тормозного пути.
Также большое значение имеет и способ торможения:
- резкое нажатие до упора приводит к неуправляемому заносу;
- постепенное усиление давления - применяется в спокойной обстановке и при хорошей видимости, в экстренных ситуациях не применяется;
- прерывистое нажатие - водитель несколько раз жмет на педаль до упора, автомобиль может потерять управляемость, но останавливается достаточно быстро;
- ступенчатое нажатие - по этому же принципу работает , водитель полностью блокирует и растормаживает колеса, не теряя контакт с педалью.
Есть несколько формул, с помощью которых определяют длину остановочного пути, и мы применим их для разных условий.
Сухой асфальт
Длина тормозного пути определяется по простой формуле:
Из курса физики помним, что μ - это коэффициент трения, g - ускорение свободного падения, а v - скорость движения автомобиля в метрах в секунду.
Представляем ситуацию: едем на ВАЗ-2101 со скоростью 60 км/час. В метрах 60-70 видим пенсионерку, которая, забыв о любых правилах безопасности, бросилась через дорогу за маршруткой.
Подставляем данные в формулу:
- 60 км/час = 16,7 м/сек;
- коэффициент трения для сухого асфальта и резины равняется 0,5-0,8 (обычно берут 0,7);
- g = 9,8 м/с.
Получаем результат - 20,25 метров.
Понятно, что такое значение может быть только для идеальных условий: хорошее качество резины и с тормозами все отлично, вы тормозили одним резким нажатием и всеми колесами, при этом не ушли в юз и не утратили управляемость.
Можно перепроверить результат еще по одной формуле:
S=Kэ*V*V/(254*Фc) (Кэ - тормозной коэффициент, для легковых авто он равняется единице; Фс - коэффициент сцепления с покрытием - 0,7 для асфальта).
В данную формулу подставляют скорость в километрах в час.
Получаем:
- (1*60*60)/(254*0,7) = 20,25 метров.
Таким образом, длина тормозного пути на сухом асфальте для легковых авто, движущихся на скорости 60 км/час, в идеальных условиях составляет не менее 20 метров. И это при условии резкого торможения.
Мокрый асфальт, лед, укатанный снег
Зная коэффициенты сцепления с дорожным покрытием, можно легко определить длину тормозного пути при различных условиях.
Коэффициенты:
- 0,7 - сухой асфальт;
- 0,4 - мокрый асфальт;
- 0,2 - укатанный снег;
- 0,1 - гололед.
Подставляя эти данные в формулы, получим следующие значения длины остановочного пути при торможении на 60 км/час:
- 35,4 метра на мокром асфальте;
- 70,8 - на укатанном снегу;
- 141,6 - на льду.
То есть на льду длина тормозного пути возрастает в 7 раз. Кстати, на нашем сайте сайт есть статьи о том, и . Также безопасность в этот период зависит и от правильного выбора зимней резины.
Если вы не любитель формул, то в сети можно найти простые калькуляторы тормозного пути, алгоритмы которых и построены на данных формулах.
Длина остановочного пути с ABS
Главная задача ABS - не дать уйти автомобилю в неконтролируемый занос. Принцип действия этой системы схож с принципом ступенчатого торможения - колеса полностью не блокируются и тем самым у водителя сохраняется возможность управлять автомобилем.
Многочисленные тесты демонстрируют, что с ABS тормозной путь короче на:
- сухом асфальте;
- мокром асфальте;
- укатанном гравии;
- на пластиковой разметке.
На снегу, гололеде или на раскисшей почве и глине эффективность торможения с ABS несколько снижается. Но в то же время водителю удается сохранить управляемость. Стоит также отметить, что длина тормозного пути во многом зависит от настроек ABS и наличия EBD - системы распределения тормозного усилия).
Одним словом, тот факт, что у вас есть ABS, не дает вам преимуществ в зимнее время. Длина тормозного пути может быть на 15-30 метров больше, но зато вы не утрачиваете контроль за машиной и она не отклоняется от своего маршрута. А на льду данный факт значит очень много.
Тормозной путь мотоцикла
Научиться правильно тормозить или притормаживать на мотоцикле - задание не из легких. Можно тормозить передним, задним или обоими колесами одновременно, также используется торможение двигателем или юзом. Если затормозить неправильно на большой скорости, то можно очень легко утратить равновесие.
Длина тормозного пути для мотоцикла также рассчитывается по выше приведенным формулам и составляет для 60 км/час:
- сухой асфальт - 23-32 метра;
- мокрый - 35-47;
- снег, грязь - 70-94;
- гололедица - 94-128 метров.
Вторая цифра - это тормозной путь юзом.
Любой водитель или мотоциклист должен знать приблизительную длину тормозного пути своего ТС при разных скоростях. Сотрудники ГИБДД при оформлении ДТП по длине юза могут определить скорость, с которой двигался автомобиль.
Когда водитель-новичок садится за руль, через две-три поездки он убеждается на личном опыте: тормозной путь не всегда одинаков. В некоторых ситуациях это расстояние оказывается жизненно важным, поэтому каждый обязан уметь рассчитывать тормозной путь своего автомобиля.
С точки зрения теории, тормозной путь – это дистанция, которую преодолело транспортное средство от момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки. Эта цифра зависит от нескольких факторов: скорости, дорожного покрытия, изношенности тормозной системы, разновидности шин и их состояния. Для расчета тормозного пути применяется формула S = Kэ x V x V/(254 x Фc). Обозначение S – это длина тормозного пути в метрах, Kэ – тормозной коэффициент (у легковой машины этот показатель равен единице), V – скорость в начале торможения (в км/ч), Фc – коэффициент сцепления с дорогой. Последнее значение зависит от погоды: для сухого асфальта оно равно 0,7, для мокрого – 0,4, для укатанного снега – 0,2, а при гололеде – 0,1.
Не забывайте, что выжав педаль тормоза до предела, вы можете полностью заблокировать колеса, тогда машина станет неуправляемой. Будьте внимательны на дороге, соблюдайте умеренный скоростной режим, и сможете обезопасить себя, своих пассажиров и других участников движения от дорожно-транспортных происшествий.
Тормозной путь автомобиля.
1. Тормозной путь ав томобиля — р асстояние, пройденное АТС от начала до конца торможения.
Нормативные значения тормозного пути автотранспортных средств при определенных условиях приведены в разделе т ребования к тормозному управлению ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки».
Нормативы эффективности торможения транспортного средства при проверках в дорожных условиях.
Нормативные значения тормозного пути установлены при:
а) начальной скорости торможения при проверках в дорожных условиях — 40 км/ч;
б) не превышении технически допустимой максимальной массы транспортного средства;
в) соблюдении при торможении с начальной скоростью 40 км/ч коридора движения шириной не более 3-х метров (транспортное средство не должно ни одной своей частью выходить из этого коридора).
г) движении на прямой ровной горизонтальной сухой чистой дороге с цементно- или асфальтобетонным покрытием (коэффициент сцепления шин с дорогой 0,7 – 0,8);
д) торможении рабочей тормозной системой в режиме экстренного полного торможения путем однократного воздействия на орган управления.
По ГОСТ Р 52051-2003 «Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения», категориями обозначаются:
М1. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места водителя, не более восьми мест для сидения (легковые автомобили).
М2. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, максимальная масса которых не превышает 5 т (автобусы).
М3. Транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, максимальная масса которых превышает 5 т (автобусы.
N1. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу не более 3,5 т.
N2. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу свыше 3,5 т, но не более 12 т.
N3. Транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 12 т.
2. Тормозной путь автомобиля при начальной скорости торможения выше 40 км в час.
ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» предусматривает методику пересчета нормативов тормозного пути в зависимости от начальной скорости торможения АТС, т.е. скорости, превышающей 40 км в час.
Для этого в ГОСТе приводится следующая формула:
St = AV о + V о 2 /26 J уст., где
Vо — начальная скорость торможения АТС, км/ч;
Jуст — установившееся замедление, м/с 2 ;
А — коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы.
При пересчетах нормативов тормозного пути S т следует использовать значения коэффициента А и установившегося замедления J уст для различных категорий АТС, приведенные в нижеуказанной таблице (по ГОСТ Р 51709-2001):
| Наименование АТС | Категория АТС (тягач в составе автопоезда) | Исходные данные для расчета норматива тормозного пути S T АТС в снаряженном состоянии | |
| А | J уст, м/с 2 | ||
| Пассажирские и грузопассажирские автомобили | М 1 | 0,10 | 5,2 |
| М 2 , М 3 | 0,15 | 4,5 | |
| Легковые автомобили с прицепом | М 1 | 0,10 | 5,2 |
| Грузовые автомобили | N 1 , N 2 , N 3 | 0,15 | 4,5 |
| Грузовые автомобили с прицепом (полуприцепом) | N 1 , N 2 , N 3 | 0,18 | 4,5 |
Для легковых автомобилей:
— при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь будет 23 метра;
— при начальной скорости торможения в 70 км/ч тормозной путь будет равен 43 метрам;
— при начальной скорости торможения в 90 км/ч тормозной путь составляет 69 метров;
— при 110 км/ч — тормозной путь составляет 100 метров;
— при 130 км/ч – 138 метров;
— при 150 км/ч тормозной путь будет 181 метр.
Для автобусов при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь равен 29 метрам, при 70 км/ч – 52 метра, при 90 км/ч – 83 метра.
Для грузовых автомобилей без прицепа – аналогично автобусам.
Для грузовых автомобилей с прицепом (полуприцепом):
— при начальной скорости торможения в 50 км/ч тормозной путь будет 30 метров;
— при начальной скорости торможения в 70 км/ч тормозной путь будет 55 метров;
— при начальной скорости торможения в 80 км/ч тормозной путь будет 69 метров;
— при начальной скорости торможения в 90 км/ч тормозной путь будет 85 метров;
Пересчет значений тормозного пути производится для условий движения на сухом чистом асфальте на режимах торможения согласно правил эксплуатации конкретных марок автомобилей с учетом наличия АБС и без АБС.
3. Тормозной путь автомобиля является основным составляющим длины остановочного пути. Остановочный путь - это расстояние, которое проходит автомобиль с момента обнаружения водителем опасности на дороге до полной остановки. Остановочный путь будет больше тормозного пути на величину в метрах за время реакции водителя и за время срабатывания тормозной системы.
Время реакции водителя составляет от 0,4 до 1,2 с и зависит от профессионализма водителя и его физического и психо — эмоционального состояния (время реакции увеличивается при усталости, заболеваниях, резко возрастает при алкогольном или наркотическом опьянении).
Время срабатывания тормозной системы - это время с момента нажатия на педаль тормоза до приведения в действие тормозного устройства. Зависит от качества и состояния тормозной системы, обычно составляет до 0,4 сек у тормозов с гидравлическим приводом и до 0,8 сек у тормозов с пневматическим приводом.
Для справки. 60 км в час равно 16,7 метров в секунду (60000 м:3600 сек).
4. Тормозной путь автомобиля, кроме начальной скорости торможения, зависит от множества других дополнительных факторов. Это состояние тормозов, состояние шин, наличие АБС, вид дорожного покрытия, погодные условия. Обобщающим показателем состояния шин и дорожных условий является коэффициент сцепления шин с дорогой.
По ГОСТ Р 51709-2001 коэффициент сцепления колеса с опорной поверхностью – это отношение результирующей продольной и поперечной сил реакций опорной поверхности, действующих в контакте колеса с опорной поверхностью, к величине нормальной реакции опорной поверхности на колесо.
Согласно краткого автомобильного справочника (НИИАТ, 1983год) значения коэффициента сцепления при скорости 40 км в час выглядят следующим образом:
| Тип покрытия | Коэффициент сцепления с дорогой | |
| Сухая поверхность | Мокрая поверхность | |
| Асфальтобетонное, цементобетонное покрытие | 0,7-0,8 | 0,35-0,45 |
| Щебеночное покрытие | 0,6-0,7 | 0,3-0,4 |
| Грунтовая дорога | 0,5-0,6 | 0,2-0,4 |
| Дорога, покрытая укатанным снегом | 0,2-0,3 | 0,2-0,3 |
| Обледенелая дорога | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 |
Измерение фактического коэффициента сцепления шин с дорогой проводят в соответствии с ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».
Представления о тормозном пути (что это такое, как определяют тормозной путь и для чего это нужно) необходимы каждому водителю. Знания эти будут для вас актуальными:
при выборе безопасной дистанции во время движения;
При экстренном торможении;
При «разборе полетов» в случае ДТП (используя формулу тормозного пути, можно доказать полиции, что вы не нарушали скоростной режим и реагировали своевременно).
Как рассчитать и от чего зависит тормозной путь автомобиля
Тормозной путь авто – это дистанция, которую преодолело ваше авто с момента нажатия на педаль тормоза до момента окончательной остановки. Измеряют данное расстояние в метрах. Даже самые лучшие тормоза не смогут молниеносно остановить транспорт на дороге. Двигаясь по сухому асфальту с минимальной скоростью в 10 км/ч, машина при блокировке колес проскользит еще 65 см, а при скорости 20 км/ч – тормозной путь составит 2.6 м (в гололед это уже будет 13 м!). Можно представить, насколько возрастет расстояние торможения при поездке по автостраде при 100 км/ч, когда машина пролетает 28 мв секунду.
Интересный факт! Легковая машина проходит за каждую секунду движения 5 м при скорости 30 км/ч и 33 метра при 120 км/ч.
Чем отличаются остановочный и тормозной пути автомобиля
Остановочный путь – пройденное авто расстояние с того момента, когда водителем обнаружена угроза, и до момента полной остановки авто. Такое расстояние, как правило, превышает тормозной путь легкового автомобиля. Главная причина - разная реакция людей. В большинстве случаев скорость реакции составляет 0,5 сек. Ряд факторов увеличивает время реакции:
усталость, плохое самочувствие, алкогольное или наркотическое опьянение, а также влияние некоторых лекарственных препаратов;
Уровень водительских навыков и мастерства (скорость реакции профессионала – 0,3 сек, у новичка – 1,7-2 сек);
Другая причина – время срабатывания тормозной системы авто различается. Гидравлический тормоз срабатывает через 0,2 с, пневматический – 0,6 (это значит, что торможение автомобиля начнется через 0,1-0,3 с и достигнет максимума еще через 0,3-0,5 с).
Важно! Величина остановочного пути должна быть всегда меньше расстояния до идущего впереди в попутном направлении автомобиля – данная дистанция будет безопасной.
Какие факторы влияют на тормозной путь
На длину тормозного пути влияют несколько факторов:
скорость – с ее повышением путь удлиняется. На дороге с сухим покрытием, при скорости автомобиля 60 км/ч, тормозной путь составит 23,5 м.
умение водителя тормозить в экстремальной ситуации (оптимальное решение – не выключая сцепления несколько раз нажимать на тормоз; при резком торможении можно потерять управление);
Техническое состояние автомобиля (прежде всего шин и тормозов);
Дорожные и погодные условия. Эффективность торможения автомобиля и сцепление с дорогой отражены в коэффициентах. Чем выше – тем лучше сцепление. Показатели различаются от 0,7 (на сухом асфальте) до 0,1 (по льду);
Движение на подъем, под уклон или ровной поверхности.
Важно! При увеличении скорости автомобиля вдвое, тормозной путь возрастет в четыре раза!
Как правильно рассчитать тормозной путь автомобиля
Во время движения по автодороге водителю нет смысла заниматься расчетами тормозного пути. Достаточно держать в памяти усредненные показатели.
При нормальных условиях тормозной путь легкового автомобиля составит при скорости:
50 км/ч – 16,3 м;
60 км/ч – 23,5 м;
70 км/ч – 32,1 м;
80 км/ч – 41,9 м;
90 км/ч – 53 м;
100 км/ч – 65,5 м;
Интересный факт! Степень загрузки транспорта или его масса не влияют на тормозной путь. При буксировке прицепа (без тормозов) его масса повлияет на процесс торможения буксировщика. Если прицеп весит половину массы авто, длина тормозного пути увеличится в 1,5 раза.
На мокром асфальте и во время гололеда эти показатели будут увеличиваться в разы. Существует универсальная формула, которая позволит правильно расcчитать,чему равен тормозной путь авто:
S =V2/2μg ,
где V- скорость в начале торможения (в м/с),
μ - показатель сцепления шин с покрытием дороги.
Как рассчитать скорость авто по тормозному пути
В случае ДТП длина тормозного пути измеряется рулеткой, фиксируется в протоколе и может использоваться при вычислении скорости движения. Метод прост, не занимает много времени, дает точный результат и проверен практикой. Главное условие – наличие тормозного пути. Так, тормозной путь 20 метров укажет на то, какая скорость была в момент нажатия на тормоз - около 60 км/ч.
Существует ряд математических методик и формул для вычисления начальной скорости во время торможения. Более простым решением будет воспользоваться «Калькулятором скорости» на одном из автосайтов. Нужно указать длину тормозного пути и основные обстоятельства (вид автомобиля, дорожное покрытие и его состояние и т.д.), и калькулятор выдаст искомую цифру.