摘 要:当汽车遇到危险或障碍物时是刹车或转弯,还是加速?本文通过理论计算给出不同条件下的正确做法。
关键词:避险;刹车;转弯;加速
一、 刹车和转弯
例1 一辆汽车在宽阔道路上行驶,前面突然出现宽度很大的障碍物,为了避免相撞,试问该车选择急刹车好,还是以原速急转弯好?
分析:(1)若采用急刹车,汽车在竖直方向上受到重力mg、支持力N,二力平衡;水平方向上受到滑动摩擦力f,因此在前进方向上做匀减速直线运动,减速加速度a由摩擦力f产生,根据牛顿第二定律有:F=ma=μmg,解得:a=μg;若汽车急刹车前速度为v0,急刹车滑行的距离为s1,由运动学公式:s1=v22a=v202μg,如图1,当s1
图1
(2) 若采用急转弯,汽车在竖直方向上受到重力、支持力,二力平衡,水平方向在摩擦力作用下做曲线运动,曲线运动可以近似看成是匀速圆周运动,向心力由摩擦力提供,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,圆周运动的半径R,根据牛顿第二定律有:F=mv20R=μmg,解得:R=v20μg,如图1,当R
(1) s>R,刹车和转弯均安全;
(2) s12Rl-l2的情况下,转弯也安全;
(3) s
从上面的讨论可以看出,急刹车和急转弯相比较,哪种方式更安全,与汽车到障碍物的距离、障碍物的大小都有关。通过调查,汽车紧急避险时,有经验的司机通常采用一边减速,一边转弯的方式,这样汽车做螺旋线运动,运动情况比较复杂,这里不再赘述。
二、 刹车和加速
例2 一辆以v0匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有t0将熄灭,此时汽车距离停车线s,为了避免闯红灯,试问该车选择急刹车好,还是以最大加速度加速好?
分析:(1)若采用急刹车,认为急刹车的最大加速度a=μg,由上题分析可知,急剎车滑行距离s1=v202μg,如图2,若s1
图2
(2) 若采用加速,汽车能够达到的最大加速度a=μg,在t0时间内通过的位移s2=v0t0+12μgt20,若s2
①s>v202μg时,t0>2v0-v0μg,刹车和加速均安全;t0<2v0-v0μg,刹车比加速安全;
②s
根据上面的讨论可知,急刹车和加速相比较,哪种方式更安全,由汽车距离停车线s和绿灯将熄灭的剩余时间t0共同决定。但我建议,当汽车遇到红绿灯时,采用提前减速的方式,因为遇到紧急情况还可以通过转弯、加速等其他措施来避免交通事故的发生。
作者简介:
孟宪松,江苏省宿迁市泗阳中学高中部。