胡青友

一、汽車(chē)剎車(chē)印的分析

在高中物理模型中，我們把汽車(chē)剎車(chē)過(guò)程作為“勻減速”運(yùn)動(dòng)來(lái)分析，因此，汽車(chē)的剎車(chē)印長(zhǎng)度即汽車(chē)從剎車(chē)開(kāi)始到停止過(guò)程的位移大小x，如果設(shè)剎車(chē)過(guò)程中的加速度大小為a，則可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解剎車(chē)前的速度大小

事實(shí)上，根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)理論得知：當(dāng)駕駛員踩制動(dòng)踏板實(shí)施緊急制動(dòng)時(shí)，隨著蹬力的增大，車(chē)輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化規(guī)律為：純滾動(dòng)一邊滾邊滑一抱死純滑動(dòng).其車(chē)輪與地面之間的痕跡如下圖1所示.

在汽車(chē)制動(dòng)理論中，用滑動(dòng)率（S）來(lái)說(shuō)明車(chē)輪運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)成分所占的比例.滑動(dòng)率越大，則表示滑動(dòng)成分越多.由圖可見(jiàn)，在純滾動(dòng)階段，印痕形狀與輪胎花紋基本一致；在邊滾邊滑階段，胎面發(fā)生的滑動(dòng)逐步加重；而在抱死純滑動(dòng)階段，胎面完全滑動(dòng).從制動(dòng)的三個(gè)階段來(lái)看，隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增大，車(chē)輪幾何中心的運(yùn)動(dòng)速度因滾動(dòng)而產(chǎn)生的部分越來(lái)越少，因滑動(dòng)而產(chǎn)生的部分越來(lái)越多，滑動(dòng)率越來(lái)越大.當(dāng)達(dá)到抱死純滑動(dòng)階段，就與“勻減速”模型一致了.因此，在高中物理模型中，我們對(duì)汽車(chē)剎車(chē)過(guò)程做了很大的簡(jiǎn)化，那就認(rèn)為該過(guò)程的車(chē)輪是完全抱死，即沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，只有滑動(dòng)。

二、汽車(chē)剎車(chē)的加速度與“減速度”

在汽車(chē)制動(dòng)理論中，我們用“減速度”來(lái)描述剎車(chē)過(guò)程.制動(dòng)減速度是反映地面制動(dòng)力的大小，是決定制動(dòng)距離的一項(xiàng)重要因素.

在汽車(chē)制動(dòng)理論中，汽車(chē)制動(dòng)減速度隨時(shí)間變化如圖2所示.根據(jù)高中物理模型的動(dòng)力學(xué)分析，我們知道汽車(chē)剎車(chē)過(guò)程的加速度來(lái)自汽車(chē)與路面之間的摩擦力，且有：a=ug.其中u是汽車(chē)與路面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)的“勻減速”運(yùn)動(dòng)模型，這里的u是一個(gè)定值.然而，在汽車(chē)制動(dòng)理論中，我們對(duì)于制動(dòng)穩(wěn)定減速度，有j_a=gφ，即減速度j_a與附著系數(shù)φ成正比，與汽車(chē)質(zhì)量無(wú)關(guān).但是這里的φ并不是一定值，在干燥硬實(shí)路面上，附著系數(shù)φ和滑移率s之間存在的關(guān)系如圖3所示.

在實(shí)際操作的過(guò)程中，我們還要考慮不同路面，不同車(chē)型及制動(dòng)原理等因素.轎車(chē)制動(dòng)規(guī)范（中國(guó)GB7258）中指出，在試驗(yàn)路面附著系數(shù)φ≥0.7上，制動(dòng)初速為50 km/h空載（滿載）時(shí)，其制動(dòng)距離為≤19 （20）m，制動(dòng)減速度為≥6.2（5.9）m/s².所以，在車(chē)速鑒定時(shí)，需要綜合運(yùn)用更為復(fù)雜的理論和技術(shù).endprint