摘 要:當(dāng)汽車遇到危險或障礙物時是剎車或轉(zhuǎn)彎,還是加速?本文通過理論計算給出不同條件下的正確做法。
關(guān)鍵詞:避險;剎車;轉(zhuǎn)彎;加速
一、 剎車和轉(zhuǎn)彎
例1 一輛汽車在寬闊道路上行駛,前面突然出現(xiàn)寬度很大的障礙物,為了避免相撞,試問該車選擇急剎車好,還是以原速急轉(zhuǎn)彎好?
分析:(1)若采用急剎車,汽車在豎直方向上受到重力mg、支持力N,二力平衡;水平方向上受到滑動摩擦力f,因此在前進方向上做勻減速直線運動,減速加速度a由摩擦力f產(chǎn)生,根據(jù)牛頓第二定律有:F=ma=μmg,解得:a=μg;若汽車急剎車前速度為v0,急剎車滑行的距離為s1,由運動學(xué)公式:s1=v22a=v202μg,如圖1,當(dāng)s1
圖1
(2) 若采用急轉(zhuǎn)彎,汽車在豎直方向上受到重力、支持力,二力平衡,水平方向在摩擦力作用下做曲線運動,曲線運動可以近似看成是勻速圓周運動,向心力由摩擦力提供,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,圓周運動的半徑R,根據(jù)牛頓第二定律有:F=mv20R=μmg,解得:R=v20μg,如圖1,當(dāng)R
(1) s>R,剎車和轉(zhuǎn)彎均安全;
(2) s12Rl-l2的情況下,轉(zhuǎn)彎也安全;
(3) s
從上面的討論可以看出,急剎車和急轉(zhuǎn)彎相比較,哪種方式更安全,與汽車到障礙物的距離、障礙物的大小都有關(guān)。通過調(diào)查,汽車緊急避險時,有經(jīng)驗的司機通常采用一邊減速,一邊轉(zhuǎn)彎的方式,這樣汽車做螺旋線運動,運動情況比較復(fù)雜,這里不再贅述。
二、 剎車和加速
例2 一輛以v0勻速行駛的汽車即將通過路口,綠燈還有t0將熄滅,此時汽車距離停車線s,為了避免闖紅燈,試問該車選擇急剎車好,還是以最大加速度加速好?
分析:(1)若采用急剎車,認為急剎車的最大加速度a=μg,由上題分析可知,急剎車滑行距離s1=v202μg,如圖2,若s1
圖2
(2) 若采用加速,汽車能夠達到的最大加速度a=μg,在t0時間內(nèi)通過的位移s2=v0t0+12μgt20,若s2
①s>v202μg時,t0>2v0-v0μg,剎車和加速均安全;t0<2v0-v0μg,剎車比加速安全;
②s
根據(jù)上面的討論可知,急剎車和加速相比較,哪種方式更安全,由汽車距離停車線s和綠燈將熄滅的剩余時間t0共同決定。但我建議,當(dāng)汽車遇到紅綠燈時,采用提前減速的方式,因為遇到緊急情況還可以通過轉(zhuǎn)彎、加速等其他措施來避免交通事故的發(fā)生。
作者簡介:
孟憲松,江蘇省宿遷市泗陽中學(xué)高中部。