Аллексей Батюков, Виктория Боднарук,
Илья Макаров, Дарья Орбант, Александра Рощина,
учащиеся 9-го класса, ЦО «Дельта», г. Москва

Зависимость тормозного пути и времени торможения школьного автомобиля-такси от скорости движения и массы

Ученический исследовательский проект

Авторский коллектив (слева направо): В.Боднарук (первая), Д.Орбант (третья), О.В.Карпова, А.Рощина (шестая), А.Батюков, И.Макаров, В.И.Калякин

Авторский коллектив (слева направо): В.Боднарук (первая), Д.Орбант (третья), О.В.Карпова, А.Рощина (шестая), А.Батюков, И.Макаров, В.И.Калякин

(Здесь опущены теория, причины возникновения силы трения, виды сил трения, вывод формул для силы трения Fтр = mg, времени торможения и тормозного пути написанные по учебнику.)

Общее количество ДТП

Госавтоинспекция службы общественной безопасности МВД России представила сводку общего количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП) c указанием числа погибших и раненых:

За январь–декабрь 2003 г.

Страна, город ДТП Погибли, чел. Ранены, чел.
Россия 204 267 35 602 243 919
Москва      9520   1 327   10 240
Англия   40 853   7 120   48 783
Германия 155 200   2 637 201 500

За январь–июль 2004 г.

Страна, город ДТП Погибли, чел. Ранены, чел.
Россия 105 955 16 700 12 919
Москва      4834      649    5149

Смертность в России от ДТП больше, чем в Англии, почти в 5 раз. Особую тревогу вызывает ситуация с детским дорожно-транспортным травматизмом. Каждое восьмое происшествие происходит с участием молодых граждан страны. Только за 7 месяцев 2004 г. зарегистрировано 13 324 ДТП с участием детей и подростков, в них погибли 750 и получили ранения 13 543 детей. Ежедневно в дорожных происшествиях погибают 3 и получают ранения 70 несовершеннолетних жителей страны. 58% от общего количества ДТП составляют случаи, когда пострадавшие были пешеходами, а 32% – пассажирами. Эти цифры, учитывая масштабы и тяжесть травм, соответствуют всем признакам национальной катастрофы.

Заинтересовавшись этой проблемой, мы исследовали зависимость тормозного пути и времени торможения нашего школьного автомобиля-такси «газель» – порожнего и с пятнадцатью пассажирами – от скорости его движения в интервале от 10 до 80 км/ч. Около «реперного» столба начинали торможение и с помощью рулетки и секундомера измеряли тормозной путь – до полной остановки и время торможения. Эксперимент проводили два раза: в начале сентября 2004 г., при сухой солнечной погоде, и в январе 2005 г., в зимнее время, используя в качестве полигона Лукинскую улицу возле школы (при этом соблюдали правила дорожного движения). Результаты измерений и расчётов представлены на с. 31, 32.

Тормозной путь и время торможения автомобиля при движении по зимней дороге

Тормозной путь и время торможения автомобиля при движении по зимней дороге

Тормозной путь и время торможения автомобиля при движении по сухой летней дороге

ормозной путь и время торможения автомобиля при движении по сухой летней дороге

Исследования показали, что:

  • при движении автомобиля и по сухой летней, и по скользкой зимней дороге тормозной путь и время торможения зависят от начальной скорости, причём тормозной путь прямо пропорционален квадрату начальной скорости а время торможения – её первой степени (t ~ 0);

  • поскольку зимой коэффициент трения резины по асфальту уменьшается, тормозной путь и время торможения увеличиваются;

  • тормозной путь и время торможения гружёного автомобиля больше, особенно зимой (s ~ m; t ~ m).

Итоги

1. Если увеличить скорость автомобиля вдвое, то потребуется вчетверо больший путь до остановки автомобиля, т.е. тормозной путь увеличится в 4 раза, а время торможения – в 2 раза.

2. Чем больше масса транспортного средства, тем время торможения и тормозной путь больше, т.е. тем труднее изменить скорость автомобиля и, следовательно, тело более инертно.

3. Для остановки транспорта требуется время и пространство: нельзя переходить дорогу перед близко идущим транспортом. Об этом следует помнить во избежание ДТП как пешеходам, так и автомобилистам.

Литература

Виргинский В.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники. – М.: Просвещение, 1988.
Кикоин И.К., Кикоин А.К.Физика-9. – М.: Просвещение, 2001.
Пёрышкин А.В. Физика-8. – М.: Просвещение, 2002.
Руководство по эксплуатации ав-томобиля ГАЗ. – Н.Новгород: ОАО «Газ», 2003.
Угринович Н., Босова Л., Михайлова Н. Практикум по информатике и информационным технологиям. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2002.
Шафрин Ю. Основы компьютерной технологии. – М.: АBF, 1996.
Энциклопедия «Физика» и «Техника». – М.: Аванта+, 2001.


Ольга Васильевна Карпова

Ольга Васильевна Карпова – учитель физики и астрономии высшей квалификационной категории. В 1974 г. окончила МОПИ им. Н.К.Крупской по специальности «физика». Общий стаж работы 33 года, из них 31 – педагогический. Постоянно проводит вечера, КВН, викторины по физике и астрономии. Её выпускники учатся в различных втузах, многие уже работают. Принимала участие в Европейском конкурсе компьютерных мультимедийных проектах Join Multimedia. Была участницей 1-й и 2-й конференций проектно-исследовательских работ учащихся ЗАО и получила грамоту за лучшую компьютерную презентацию. Вместе с мужем вырастила двух сыновей, имеет внучку. Увлекается искусством и фантастикой. Награждена медалью «В память 850-летия Москвы».

Надежда Николаевна Моисеева

Надежда Николаевна Моисеева – выпускница МЭИ 1983 г., учитель информатики высшей квалификационной категории. Общий стаж работы 27 лет, из них 11 – педагогический. Ведёт проектную работу с учащимися. Участвует в Европейском конкурсе компьютерных мультимедийных проектов Join Multimedia. По итогам конференции проектно-исследовательских работ учащихся ЗАО получила грамоту за лучшую компьютерную презентацию. Вместе с мужем вырастила двух дочерей. Увлекается Web-дизайном. Имеет наградной знак «Почётный работник общего образования РФ».

Переписка с читателями

  • Учитель М.Бугровский (школа № 1, г. Сланцы, Ленинградская обл.) спрашивает: «Как возникает момент количества движения Земли? Можно ли сопоставить этой физической величине какое-то поле?»

Отвечаем. Момент импульса (момент количества движения – это устарелое название) макроскопических тел, например, Земли, определяется суммой моментов импульсов составляющих тело частиц. Если тело – твёрдое, то момент импульса этого тела пропорционален моменту инерции и частоте вращения. В рамках классической механики все тела – либо совокупность материальных точек, либо твёрдые тела. Всё это, конечно, идеализация. Никакого поля сопоставить моменту импульса тела нельзя. Если же говорить о собственном моменте импульса (спине) элементарных частиц (протона, электрона, фотона и т.д.), то эта характеристика – неотъемлемое свойство таких частиц, которые можно рассматривать только на квантовом уровне, – каждой частице соответствует поле определённого спина (1/2 для электрона, 1 для фотона).

А.В.Берков, к.ф.-м.н., доцент МИФИ

  • Уважаемая редакция! Прошу обратить внимание на то, что в газете № 30/04 г., с. 5, редакторский комментарий под значком * к моей статье cделан не к месту, поскольку выше речь шла об интерпретации принципа Гейзенберга в рамках «чистой» физики! Могу сослаться лишь на то, что проблема изложена как раз в контексте известных философских построений академика Н.Н.Моисеева (см., например, его книгу «Экология и образование». – М., 1996).

Н.Л.Плешакова, к.п.н., проректор ИПКППРО, г. Тула