Shpejtësia e një makine që përshpejton nga pika e nisjes segment i drejtë gjatësia e shtigjeve km me nxitim konstant km/h 2, llogaritet me formulë. Përcaktoni shpejtësinë minimale me të cilën duhet të lëvizë makina për të arritur një shpejtësi prej të paktën km/h pasi të keni udhëtuar kilometra. Shprehni përgjigjen tuaj në km/h 2.

Zgjidhja e problemit

Ky mësim tregon një shembull të llogaritjes së shpejtësisë minimale të një makine në kushte të dhëna. Kjo zgjidhje mund të përdoret për t'u përgatitur me sukses për Provimin e Unifikuar të Shtetit në matematikë, në veçanti, kur zgjidhni probleme të tipit B12.

Kushti specifikon një formulë për përcaktimin e shpejtësisë së një makine: me një gjatësi të njohur të rrugës dhe nxitim konstant. Për të zgjidhur problemin, të gjitha sasitë e njohura zëvendësohen në formulën e dhënë për përcaktimin e shpejtësisë. Rezultati është një pabarazi irracionale me një të panjohur. Meqenëse të dyja anët e kësaj pabarazie janë më të mëdha se zero, ato janë në katror sipas vetive kryesore të pabarazisë. Duke shprehur vlerën nga pabarazia lineare që rezulton, përcaktohet diapazoni i nxitimit. Sipas kushteve të problemit, kufiri i poshtëm i këtij diapazoni është nxitimi minimal i dëshiruar i makinës në kushtet e dhëna.

• Duke studiuar lëvizje të ndryshme, mund të identifikojmë një lloj lëvizjeje relativisht të thjeshtë dhe të zakonshme - lëvizje me nxitim të vazhdueshëm. Le të japim një përkufizim dhe përshkrim të saktë të kësaj lëvizjeje. Galileo ishte i pari që zbuloi lëvizjen me nxitim të vazhdueshëm.

Një rast i thjeshtë i lëvizjes së pabarabartë është lëvizja me nxitim konstant, në të cilën madhësia dhe drejtimi i nxitimit nuk ndryshojnë me kalimin e kohës. Mund të jetë i drejtë ose i lakuar. Një autobus ose tren lëviz me nxitim afërsisht konstant kur niset ose kur frenon, një top rrëshqitës në akull etj. Të gjithë trupat, nën ndikimin e tërheqjes ndaj Tokës, bien pranë sipërfaqes së saj me nxitim të vazhdueshëm, nëse rezistenca e ajrit mund të neglizhohet. . Kjo do të diskutohet më vonë. Ne do të studiojmë kryesisht lëvizjen me nxitim konstant.

Kur lëvizni me nxitim konstant, vektori i shpejtësisë ndryshon në mënyrë të barabartë në çdo interval kohor të barabartë. Nëse zvogëloni intervalin kohor përgjysmë, atëherë moduli i vektorit të ndryshimit të shpejtësisë gjithashtu do të ulet përgjysmë. Në fund të fundit, gjatë gjysmës së parë të intervalit shpejtësia ndryshon saktësisht në të njëjtën mënyrë si në të dytën. Në këtë rast, drejtimi i vektorit të ndryshimit të shpejtësisë mbetet i pandryshuar. Raporti i ndryshimit të shpejtësisë me intervalin kohor do të jetë i njëjtë për çdo periudhë kohore. Prandaj, shprehja për nxitimin mund të shkruhet si më poshtë:

Le ta shpjegojmë këtë me një vizatim. Le të jetë trajektorja lakor, nxitimi konstant dhe i drejtuar nga poshtë. Pastaj vektorët e shpejtësisë ndryshojnë në intervale të barabarta kohore, për shembull çdo sekondë, do të drejtohen poshtë. Le të gjejmë ndryshimet në shpejtësi në intervale kohore të njëpasnjëshme të barabarta me 1 s. Për ta bërë këtë, le të vizatojmë nga një pikë A shpejtësitë 0, 1, 2, 3 etj., të cilat trupi i fiton pas 1 s dhe të zbresim shpejtësinë fillestare nga ajo përfundimtare. Meqenëse = konst, atëherë të gjithë vektorët e rritjes së shpejtësisë për çdo sekondë shtrihen në të njëjtën vertikale dhe kanë të njëjtat module (Fig. 1.48), d.m.th., madhësia e vektorit të ndryshimit të shpejtësisë A rritet në mënyrë të njëtrajtshme.

Oriz. 1.48

Nëse nxitimi është konstant, atëherë mund të kuptohet si ndryshim i shpejtësisë për njësi të kohës. Kjo ju lejon të vendosni njësitë për modulin e nxitimit dhe parashikimet e tij. Le të shkruajmë shprehjen për modulin e nxitimit:

Nga kjo rrjedh se

Rrjedhimisht, njësia e nxitimit merret si një nxitim konstant i lëvizjes së një trupi (pike), në të cilën moduli i shpejtësisë ndryshon për njësi të shpejtësisë për njësi të kohës:

Këto njësi të nxitimit lexohen si një metër për sekondë në katror dhe një centimetër për sekondë në katror.

Njësia e nxitimit 1 m/s 2 është një nxitim i tillë konstant në të cilin moduli i ndryshimit të shpejtësisë për çdo sekondë është i barabartë me 1 m/s.

Nëse nxitimi i një pike nuk është konstant dhe në çdo moment bëhet i barabartë me 1 m/s 2, atëherë kjo nuk do të thotë që moduli i rritjes së shpejtësisë është i barabartë me 1 m/s për sekondë. NË në këtë rast vlera e 1 m/s 2 duhet kuptuar si më poshtë: nëse, duke filluar nga ky moment, nxitimi bëhet konstant, atëherë për çdo sekondë moduli i ndryshimit të shpejtësisë do të ishte i barabartë me 1 m/s.

Kur përshpejton nga ndalesa, një makinë Zhiguli fiton një nxitim prej 1.5 m/s 2, dhe një tren - rreth 0.7 m / s 2. Një gur që bie në tokë lëviz me një nxitim prej 9,8 m/s 2 .

Nga të gjitha llojet e mundshme të lëvizjes së pabarabartë, ne kemi identifikuar më të thjeshtën - lëvizjen me nxitim të vazhdueshëm. Megjithatë, nuk ka lëvizje me përshpejtim rreptësisht konstant, ashtu siç nuk ka lëvizje me shpejtësi rreptësisht konstante. Të gjitha këto janë modelet më të thjeshta të lëvizjeve reale.

Bëni ushtrimet

1. Pika lëviz përgjatë një rruge të lakuar me nxitim, moduli i së cilës është konstant dhe i barabartë me 2 m/s 2 . A do të thotë kjo se në 1 s moduli i shpejtësisë së pikës ndryshon me 2 m/s?
2. Pika lëviz me nxitim të ndryshueshëm, moduli i së cilës në një moment kohor është i barabartë me 3 m/s 2. Si të interpretohet kjo vlerë e nxitimit të një pike lëvizëse?

Për disa arsye të veçanta, në botë i kushtohet shumë vëmendje shpejtësisë së përshpejtimit të një makine nga 0 në 100 km/h (në SHBA nga 0 në 60 mph). Ekspertët, inxhinierët, entuziastët e makinave sportive, si dhe entuziastët e zakonshëm të makinave, me një lloj obsesioni, monitorojnë vazhdimisht karakteristikat teknike makina, e cila zakonisht zbulon dinamikën e përshpejtimit të makinës nga 0 në 100 km/h. Për më tepër, i gjithë ky interes vihet re jo vetëm në makinat sportive, për të cilat dinamika e përshpejtimit nga vendi është shumë e rëndësishme, por edhe plotësisht makina të zakonshme klasë ekonomike.

Këto ditë, pjesa më e madhe e interesit në dinamikën e përshpejtimit është e drejtuar drejt elektrike makina moderne, e cila filloi të zhvendoste dalëngadalë kamaret e makinave supermakina sportive me tyre shpejtësi të pabesueshme nxitimi Për shembull, vetëm pak vite më parë dukej thjesht fantastike që një makinë mund të përshpejtonte në 100 km/h në pak më shumë se 2 sekonda. Por sot disa moderne tashmë i janë afruar këtij treguesi.

Kjo natyrshëm ju bën të pyesni veten: Çfarë shpejtësie e përshpejtimit të një makine nga 0 në 100 km/h është e rrezikshme për shëndetin e njeriut? Në fund të fundit, sa më shpejt që makina të përshpejtojë, aq më shumë ngarkesë përjeton shoferi që është (ulur) pas timonit.

Dakord me ne se Trupi i njeriut ka kufijtë e vet të caktuar dhe nuk mund të përballojë ngarkesat e pafundme në rritje që veprojnë dhe ushtrojnë mbi të gjatë nxitimit të shpejtë automjeti, një ndikim të caktuar. Le të zbulojmë së bashku se çfarë mund të përballojë një person teorikisht dhe praktikisht nxitimin maksimal të një makine.

Nxitimi, siç e dimë të gjithë, është një ndryshim i thjeshtë në shpejtësinë e lëvizjes së një trupi për njësi të kohës. Përshpejtimi i çdo objekti në tokë varet, si rregull, nga graviteti. Graviteti është një forcë që vepron në çdo trup material që është afër sipërfaqes së tokës. Forca e gravitetit në sipërfaqen e tokës përbëhet nga graviteti dhe forcë centrifugale inercia që lind për shkak të rrotullimit të planetit tonë.

Nëse duam të jemi absolutisht të saktë, atëherë 1 g mbingarkesë njerëzore ulja pas timonit të një makine formohet kur makina përshpejton nga 0 në 100 km/h për 2,83254504 sekonda.

Dhe kështu, ne e dimë se kur mbingarkohet në 1 g personi nuk përjeton asnjë problem. Për shembull, serial Makinë Tesla Modeli S (versioni special i shtrenjtë) mund të përshpejtojë nga 0 në 100 km/h në 2.5 sekonda (sipas specifikimeve). Prandaj, shoferi pas timonit të kësaj makine do të përjetojë një mbingarkesë të 1.13 g.

Kjo, siç e shohim, është më shumë se mbingarkesa që një person përjeton në jetën e zakonshme dhe që lind për shkak të gravitetit dhe gjithashtu për shkak të lëvizjes së planetit në hapësirë. Por kjo është fare pak dhe mbingarkesa nuk paraqet ndonjë rrezik për njerëzit. Por nëse hipim pas timonit zvarritës i fuqishëm (makinë sportive), atëherë fotografia këtu është krejtësisht e ndryshme, pasi tashmë po shohim shifra të ndryshme të mbingarkesës.

Për shembull, më i shpejti mund të përshpejtojë nga 0 në 100 km/h në vetëm 0,4 sekonda. Si rezultat, rezulton se ky përshpejtim shkakton mbingarkesë brenda makinës në 7,08 g. Kjo tashmë është, siç e shihni, shumë. Duke vozitur një automjet kaq të çmendur nuk do të ndiheni shumë rehat, dhe gjithçka për faktin se pesha juaj do të rritet pothuajse shtatë herë në krahasim me më parë. Por pavarësisht kësaj gjendjeje jo shumë komode me një dinamikë të tillë nxitimi, kjo mbingarkesë (kjo) nuk është në gjendje të të vrasë.

Atëherë, si duhet të përshpejtojë një makinë për të vrarë një person (shofer)? Në fakt, është e pamundur t'i përgjigjemi kësaj pyetjeje pa mëdyshje. Çështja këtu është si vijon. Çdo organizëm i çdo personi është thjesht individual dhe është e natyrshme që pasojat e ekspozimit ndaj forcave të caktuara te një person do të jenë gjithashtu krejtësisht të ndryshme. Mbingarkesa për disa në 4-6 g edhe për disa sekonda tashmë do të jetë (është) kritike. Një mbingarkesë e tillë mund të çojë në humbjen e vetëdijes dhe madje edhe vdekjen e atij personi. Por zakonisht një mbingarkesë e tillë nuk është e rrezikshme për shumë kategori njerëzish. Janë të njohura raste kur mbingarkesa në 100 gr lejoi një person të mbijetonte. Por e vërteta është se kjo është shumë e rrallë.

Nxitimi është sasia e ndryshimit të shpejtësisë së një trupi për njësi të kohës. Me fjalë të tjera, nxitimi është shkalla e ndryshimit të shpejtësisë.

A - nxitimi, m/s 2
t - intervali i ndryshimit të shpejtësisë, s
V 0 - shpejtësia fillestare e trupit, m/s
V - shpejtësia përfundimtare e trupit, m/s

Një shembull i përdorimit të formulës.
Makina përshpejton nga 0 në 108 km/h (30 m/s) në 3 sekonda.
Nxitimi me të cilin makina përshpejton është:
a = (V-V o)/t = (30m/s – 0) / 3c = 10m/s 2

Një formulim tjetër, më i saktë thotë: nxitimi është i barabartë me derivatin e shpejtësisë së trupit: a=dV/dt

Termi nxitim është një nga më të rëndësishmit në fizikë. Përshpejtimi përdoret në detyrat që përfshijnë përshpejtimin, frenimin, gjuajtjet, gjuajtjet dhe rrëzimet. Por, në të njëjtën kohë, ky term është një nga më të vështirat për t'u kuptuar, kryesisht për shkak se njësia e matjes m/s 2(metër për sekondë në sekondë) nuk përdoret në jetën e përditshme.

Pajisja për matjen e nxitimit quhet akselerometër. Përshpejtuesit, në formën e mikroçipëve në miniaturë, përdoren në shumë telefona inteligjentë dhe u lejojnë atyre të përcaktojnë forcën me të cilën përdoruesi ushtron në telefon. Të dhënat mbi forcën e ndikimit në pajisje ju lejojnë të krijoni aplikacionet celulare, të cilat i përgjigjen rrotullimit dhe lëkundjes së ekranit.

Reagimi pajisje celulare për të rrotulluar ekranin sigurohet pikërisht nga një përshpejtues - një mikroçip që mat nxitimin e pajisjes.

Një diagram i përafërt i përshpejtuesit është paraqitur në figurë. Pesha masive, me lëvizjet e papritura, deformon sustat. Matja e deformimit duke përdorur kondensatorë (ose elementë piezoelektrikë) lejon llogaritjen e forcës mbi peshën dhe nxitimin.

Duke ditur deformimin e sustës, duke përdorur ligjin e Hukut (F=k∙Δx) mund të gjeni forcën që vepron në peshë, dhe duke ditur masën e peshës, duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit (F=m∙a), mund të gjeni përshpejtimin e peshës.

Në tabelën e qarkut të iPhone 6, përshpejtuesi është vendosur në një mikroçip me përmasa vetëm 3 mm me 3 mm.

Pavarësisht se kush e drejton makinën - shofer me përvojë me njëzet vjet përvojë ose një i sapoardhur që sapo mori licencën e shumëpritur dje - një situatë emergjente mund të ndodhë në rrugë në çdo kohë për shkak të:

• shkelje e rregullave të trafikut nga çdo pjesëmarrës trafiku;
• mosfunksionimi i automjetit;
• shfaqja e papritur e një personi ose kafshe në rrugë;
• faktorë objektivë ( rrugë e keqe, shikueshmëri e dobët, rënia e gurëve, pemëve, etj. në rrugë).

Distanca e sigurt midis makinave

Sipas pikës 13.1 të Rregullave të Komunikacionit, shoferi duhet të mbajë një distancë të mjaftueshme nga automjeti përpara që do t'i lejojë atij të frenojë në kohë.

Mosmbajtja e distancës është një nga shkaqet kryesore të aksidenteve të transportit.

Kur një automjet përpara ndalon papritur, shoferi i një makine që e ndjek nga afër nuk ka kohë të frenojë. Rezultati është një përplasje midis dy dhe ndonjëherë më shumë automjeteve.

Për të përcaktuar distancën e sigurt midis makinave gjatë vozitjes, rekomandohet të merrni një vlerë të plotë të shpejtësisë. Për shembull, shpejtësia e një makine është 60 km/h. Kjo do të thotë që distanca ndërmjet tij dhe mjetit përpara duhet të jetë 60 metra.

Pasojat e mundshme të përplasjeve

Sipas rezultateve të testeve teknike, një ndikim i fortë i një makine në lëvizje në çdo pengesë korrespondon në forcë me një rënie:

• me 35 km / orë - nga një lartësi prej 5 metrash;
• me 55 km/h - 12 metra (nga 3-4 kate);
• me 90 km/h - 30 metra (nga kati i 9-të);
• në 125 km/h - 62 metra.

Është e qartë se përplasja e një automjeti me një makinë tjetër ose me një pengesë tjetër, qoftë edhe me shpejtësi të ulët, kërcënon njerëzit me lëndime dhe në fakt Rasti më i keq- dhe vdekja.

Prandaj, kur situatat emergjente Ju duhet të bëni gjithçka që është e mundur për të parandaluar përplasje të tilla dhe të kryeni një frenim të tërthortë ose emergjent.

Cili është ndryshimi midis distancës së frenimit dhe distancës së ndalimit?

Distanca e ndalimit është distanca e përshkuar nga makina gjatë periudhës nga momenti kur shoferi zbulon pengesat deri në ndalimin përfundimtar të lëvizjes.

Ai përfshin:

Nga çfarë varet distanca e frenimit?

Një sërë faktorësh që ndikojnë në gjatësinë e tij:

• shpejtësia e funksionimit të sistemit të frenimit;
• shpejtësia e mjetit në momentin e frenimit;
• lloji i rrugës (asfalt, papastërti, zhavorr, etj.);
• gjendja e sipërfaqes së rrugës (pas shiut, kushteve të akullit, etj.);
• gjendja e gomave (të reja ose me hap të konsumuar);
• presioni i gomes.

Distanca e frenimit të një makine pasagjerësh është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e shpejtësisë së saj. Kjo do të thotë, me një rritje të shpejtësisë me 2 herë (nga 30 në 60 kilometra në orë) gjatësia distanca e frenimit rritet 4 herë, 3 herë (90 km/h) - 9 herë.

Frenim emergjent

Frenimi emergjent (emergjent) përdoret kur ekziston rreziku i një përplasjeje ose përplasjeje.

Ju nuk duhet të shtypni frenën shumë ashpër ose shumë fort - në këtë rast, rrotat do të bllokohen, makina do të humbasë kontrollin dhe do të fillojë të rrëshqasë përgjatë rrugës.

Simptomat e bllokimit të rrotave gjatë frenimit:

• shfaqja e dridhjeve të rrotave;
• reduktimi i frenimit të automjeteve;
• shfaqja e një tingulli gërvishtjeje ose kërcitjeje nga gomat;
• Makina ka rrëshqitur dhe nuk i përgjigjet lëvizjeve të drejtimit.

E RËNDËSISHME: Nëse është e mundur, është e nevojshme të kryeni një frenim paralajmërues (gjysmë sekonde) për makinat që ndjekin pas, lëshoni pedalin e frenave për një moment dhe filloni menjëherë frenimin emergjent.

Llojet e frenimit emergjent

1. Frenimi me ndërprerje - shtypni frenën (pa lejuar që rrotat të bllokohen) dhe lëshojeni plotësisht. Përsëriteni këtë derisa makina të ndalojë plotësisht.

Kur lëshoni pedalin e frenave, duhet të përafroni drejtimin e lëvizjes për të shmangur rrëshqitjen.

Frenimi me ndërprerje përdoret gjithashtu kur vozitni në rrugë të rrëshqitshme ose të pabarabarta, frenoni para gropave ose zonave me akull.

2. Frenimi me hapa - shtypni frenën derisa njëra prej rrotave të bllokohet, pastaj lëshoni menjëherë presionin në pedale. Përsëriteni këtë derisa makina të ndalojë së lëvizuri plotësisht.

Kur lironi presionin në pedalin e frenave, duhet të përafroni drejtimin e lëvizjes me timonin për të shmangur rrëshqitjen.

3. Frenimi i motorit në automjete me transmetim manual ingranazhet - shtypni tufën, shkoni në një ingranazh më të lartë veshje të ulët, përsëri në tufë, etj., duke u ulur në mënyrë alternative në më të ulëtën.

NË raste të veçanta Ju mund ta ulni ingranazhin jo në rregull, por disa menjëherë.

4. Frenimi me ABS: nëse një makinë Ajo ka transmetim automatik ingranazhet, gjatë frenimit emergjent, është e nevojshme të shtypni frenën me forcën maksimale derisa të ndalet plotësisht, dhe në makinat me transmision manual, njëkohësisht shtypni fort pedalet e frenave dhe tufës.

Kur nxitet Sistemet ABS Pedali i frenave do të dridhet dhe do të shfaqet një zhurmë kërcitëse. Kjo është normale, duhet të vazhdoni të shtypni pedalin sa më shumë që të mundeni derisa makina të ndalojë.

NDALOHET: Gjatë frenim emergjent përdorni frenave parkimi- kjo do të çojë në kthimin e makinës dhe rrëshqitje të pakontrolluar për shkak të bllokimit të plotë të rrotave të makinës.