Тормозной путь: асфальт, лужа и лёд

Три машины с заблокированными колёсами скользят по сухому асфальту, мокрому и льду. На льду тормозной путь в восемь раз длиннее.

3D Возраст 8+10 мин ТрениеЭнергия3D-сцена
Тормозной путь: асфальт, лужа и лёд
Загрузка симуляции…

Вращайте сцену мышью, колесом меняйте масштаб. Нажмите «Запустить».

Что показывает опыт

Машину тормозит сила трения шин о дорогу. На сухой дороге она большая, на мокрой меньше, на льду почти исчезает. Чем она меньше, тем дальше машина едет до остановки.

Как провести

  1. Нажмите «Запустить»: все три машины начинают тормозить на скорости 5 м/с.
  2. Измерьте по меткам тормозной путь каждой машины.
  3. Разделите путь на льду на путь по сухому асфальту: во сколько раз он длиннее?

Вопросы для обсуждения

  • Как изменится тормозной путь, если скорость вырастет вдвое?
  • Зависит ли тормозной путь от массы машины?

Объяснение

Сила трения F = μ·m·g тормозит машину с замедлением a = μ·g. Путь до остановки s = v² / (2·μ·g). При v = 5 м/с: μ = 0,8 даёт 1,6 м, μ = 0,4 — 3,2 м, μ = 0,1 — 12,7 м. Масса сокращается, а скорость входит в квадрате: вдвое быстрее — вчетверо длиннее путь.

Повторите дома

Пустите по полу брусок с одинаковой скоростью по линолеуму и по ковру и сравните, где он проедет дальше. Потом положите под него мокрую плёнку.

Что изменить в редакторе

  • Увеличьте скорость машин вдвое (vx = 10) и сравните пути.
  • Сделайте одну машину втрое тяжелее.