新浪首页|新浪重庆>新闻|美食|时尚|城市|旅游|同城|汽车|新车|降价|试车

原创车距8米是底线 用物理分析如何安全过黄灯

http://cq.auto.sina.com.cn    2013年01月05日09:00   新浪汽车 字号:
用物理分析如何安全过黄灯用物理分析如何安全过黄灯

  2013年修订版《机动车驾驶证申领和使用规定》于1月1日正式施行,被称为“史上最严交规”。 “闯黄灯记6分”的新规则让很多人不适应,怎么能刹住,多少距离能刹住,跟车距离多少米能不追尾?下面新浪用车就帮您计算一下这些数据,同时希望更多的驾 驶者安全的通过每一个黄灯。

  F=ma,质量越大越难刹停

  简单说明下这个F=ma公式的含义:在宏观世界中,F代表力,以汽车为 例可看成牵引力或制动力;m代表质量,不论是在地球还是在月球上,同一个物体的质量是不会变的;a代表着加速度,以直线运动为例,a就是在这条直线方向上 的加速度,正值代表着做加速运动,而负值代表着做减速运动。当然,F=ma仅在宏观世界中有效,在量子力学中无效,不过汽车也不会变成粒子那么小的。

F=ma示意图,此图为车辆减速F=ma示意图,此图为车辆减速

  F=ma这条定律告诉我们,任何有质量的物体,要想改变运动状态都必须受到力的作用。假设在F(刹车时则为阻力的合力)不变的情况下,质量越大的物体,其减速度越小,在黄灯亮起时越容易越线。所以SUV沉重的车身相比轿车需要更大的制动力才能确保不闯黄灯,对于那些大货车,遇到紧急情况时基本上是很难及时停下来的。再举个更夸张的例子,火车由于质量太大,钢轮与钢轨之间的制动力远远不够立刻刹停所需,必须要行使很长一段距离才能停止。

  如果要使质量大的汽车短距离内能刹停,只有采用更大的刹车盘以及制动效果更佳出色的刹车片,而这却又会涉及到改装

  60Km/h时需要多少制动距离

  学过高中物理的人应该还记得这样一个公式:S=vt+1/2at²,假设在加速度恒定的前提下,时间与位移的对应关系。对应的减速公式就 是:S=vt-1/2at²,v代表初速度,a代表减速度,t为减速所用的时间。上面我们已经通过牛顿第二定律F=ma对力、质量、加速度有了一个大概的 了解,下面我们来讨论一下位移、加速度与时间的关系。

S=vt-1/2 at 示意图,此图为车辆减速S=vt-1/2 at 示意图,此图为车辆减速

  假设一辆时速为60Km/h的汽车在匀速行驶,这时突然看见绿灯变黄灯,我们需要多少制动距离呢才能确保不被扣掉6分呢?V=60Km /h÷3.6≈16.67m/s 减速至0m/s,假设减速度为1个G(G代表重力加速度)约等于9.8m/s。在新浪汽车详细测试中,市场上普通家用车型基本上都可以达到1个G的减速 度,所以我们假设1个G为平均减速度来计算。 当人眼看到黄灯亮起,到全力踩下制动踏板,到制动系统全力工作时,大概需要1.5秒的时间,代用公式:S=16.67×1.5 - 1/2×9.8×1.5²= 13.98米。一位驾驶熟练的司机在车况良好的情况下,以60Km/h的时速行驶时,其系统反应时间所走过的距离就要大概14米远,这时候车辆才刚刚开始全力制动。

新朗逸制动曲线,从图中可知其减速度最大为 -1G。新朗逸制动曲线,从图中可知其减速度最大为 -1G。

  从60Km/h减速到0Km/h又需要多少纯粹制动时间呢?由公式t=(v1-v0)/a 我们能够知道,t=(16.67-0)/9.8 =1.7秒,代入S=vt-1/2at²可计算出纯粹的制动距离为 14.187米。所以,从人眼看到黄灯亮起到完全制动停止,总位移约为13.98+14.187= 28.158米。在60Km/h的时速下,在干燥路面上,在车况良好的情况下,要想完全停下至少需要28米的制动距离!

起亚智跑60-0Km/h的刹车距离为14.97米起亚智跑60-0Km/h的刹车距离为14.97米
宝马5系Li 60-0km/h制动距离为13.4米宝马5系Li 60-0km/h制动距离为13.4米

  28米多的制动距离,这只是最理想状态下的评估数据,在实际驾驶时又有多少人会全力踩下制动踏板,实际数值往往会比28米要多得多。所以,我们建议时速60Km/h时在绿灯路口前40米左右就要脚备刹车上,预防随时可能亮起的黄灯。

  40Km/h时需要多少制动距离?

  还是这两个公式:S=vt-1/2at² 与t=(v1-v0)/a ,只不过这次v=40Km/h≈11.11m/s。通过代入公式我们可知纯粹制动距离为6.3米。驾驶员与车辆系统反应时间所走的距离为5.64米,加一起共需11.94米。相比60Km/h时速时的28.158米少了57.6%的制动距离,由此我们得出结论,速度越慢越能及时刹停,而且制动距离成倍数减少,但这样一来会大大降低路口的通行效率。以40Km/h行驶为例,我们建议在绿灯路口前20米左右就把脚备刹车上,最为保险。

  如何预防前车急刹而追尾?

  前车的刹车灯点亮是需要时间的,这个时间LED尾灯最 短仅为几十毫秒可以忽略不计,而卤素灯泡尾灯则为0.2秒左右,这无形中又多出了一点后车司机的反应时间。如果假设前后两辆车的纯粹制动距离相同,则后车 司机比前车多出1.5+0.2秒的反应时间,由公式S=vt-1/2 at²算出,其极限跟车距离为14.187米,少于这个距离即便后车全力制动也会追尾。鉴于14.187米的理论极限跟车距离,在60Km/h时速时,我们建议实际驾驶时跟车距离至少保持在20米。

  而在40Km/h时速下,我们仍以1.7秒的后车反应时间为基础,通过代入公式得出,极限跟车距离为4.726米,为了保险起见,在时速40Km/h时,我们建议跟车距离应保持在8米左右最为稳妥。

60/40Km/h 制动距离与跟车距离示意60/40Km/h 制动距离与跟车距离示意

  除了跟车距离,后车司机在过路口时要把视线放长一点,不能只盯着前车的车尾,要做好全面的路况分析。

  自从新交规从1月1日实施以来,“黄灯”成为热议话题,新浪微博搜索高达330万条之多,可见大家“黄灯”新规有所异议。在路上开车时,黄灯禁 行会导致路口车速减慢,绿灯时段车速减慢,降低通行效率。同时路口“险象环生”,很容易导致追尾。所以,本篇为了应对这则新规,以物理理论详细地诠释该如 何防止“闯黄灯”以及追尾事故:时速60Km/h时40米前备刹车,跟车距离至少为20米;时速40Km/h时20米前备刹车,跟车距离至少为8米。

了解更多重庆行情

声明:新浪网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。

(编辑:胡珑耀)

意见反馈 | 保存 | | 打印 | 关闭

新浪汽车|汽车生活原动力