開車時的所應保持的安全距離

或 您開車可以開多快?


年輕人往往喜歡開快車,

當看到情形不對時,每個人下一個動作便是煞車. 但是
      從 眼睛看到

      --> 發現狀況不對

      --> 頭腦下達指令

      --> 手或腳開始動作

      --> 車子煞車開始動作,

    這一連串的動作都需要 時間.

    從眼睛看到狀況到手腳開始動作的時間是 個人的反應時間.

      踩下煞車到車子煞車系統開始動作,屬車子的反應時間.

      由於 慣性 , 車子要完全停下, 又需要一段更長的時間.
       

在交通安全手冊裡這樣寫著: 但是 怎樣的跟車距離才是適當安全的呢? 以上是考慮 兩車都煞車時 的情況. 接下來談談 如何估算汽車的煞車距離? 不妨估算一下 高速公路上所需要的安全距離:
下圖分別繪出輪胎磨擦係數是 0.7(綠色) 與 0.8(藍色) 時,剎車痕與車速的關係圖

依據台灣省交通處, 機車安全手冊,

可別偷懶喔!算一算吧!


摩擦係數
 
一般參考數值  靜摩擦係數  動摩擦係數
汽車輪胎於乾燥路面 1.0 0.7-0.8
汽車輪胎於潮濕路面 0.7 0.5
汽車輪胎於結冰路面 0.3 0.02

    賽車時為了增加輪胎的『抓地力』,更穩定的控制車輛,
    使用平滑無紋路的輪胎,於平滑賽車路面行進時,
    可使動摩擦係數增至0.9 以上。
    但是在雨後潮濕的路面 薄薄水面將介於輪胎與地面間,
        於是摩擦係數會降低至 0.1 。
    輪胎的紋路可以給予水空間且讓水流過,
    不同紋路的輪胎與地面間的摩擦力也會有差異。
    (也和輪胎彈性 耐溫 耐剝落等性質有關,尤其煞車時)
    與地面接觸面積越多 通常效果越好。
    (摩擦係數會不同,因為實際的輪胎會變形)
    煞車或轉彎時各輪胎的受力也不相同。
    輪胎的選擇最好配合和車子所需經常行駛的路面,
    寧泥的路面需溝紋深的輪胎。平坦的路面則接觸面越廣越好。
    (是否注意到:汽車或機車的胎紋有一定的方向!可不要弄錯了)。



網友另一來信 繼續探討:來信內容以斜體字顯示
 
 "有關"開車時所應保持的安全距離",重新整理,結論如下, 再請教授指正
  輪胎與地面靜摩擦係數(μ),車質量(m),則輪胎與地面的"最大"摩擦力f=μmg.
  因此,使車停止"最大"的力,為μmg,得"最短"的煞車距離s=v*v/2μg
 
 另外,有關"煞車來令片的摩擦是車子的內力"的問題
當輪胎與地面的摩擦力<輪胎與地面的"最大"摩擦力μmg時,是不是可以藉
 煞車來令片的摩擦來控制?
 我覺得可以藉煞車來令片的摩擦來控制"輪胎與地面的摩擦力",否則如何操控車子?
 如果說"煞車來令片的摩擦是車子的內力",那"引擎轉動輪子的力"也是內力吧?
 也需要藉"輪胎與地面的摩擦力",才能使車前進,對嗎?
 煞車來令片的摩擦力對輪子轉軸的力矩使輪子轉速ω減慢為ω',
 而原車速v=rω要減為rω',輪胎必受地面的摩擦力向後,因此
 
 煞車來令片的摩擦力對輪子轉軸的力矩=輪胎與地面的摩擦力對輪子轉軸的力矩
 煞車來令片的摩擦力×軸半徑=輪胎與地面的摩擦力×輪半徑
 而得 輪胎與地面的摩擦力 受 煞車來令片摩擦力 的影響.對嗎? "
回覆:如果輪胎是理想剛體 則純滾動時 輪胎與地面為 靜摩擦,
        但此時輪胎與地面無相對位移, 則無法消耗輪胎的能量。(功率為零)
        實際輪胎非一點接觸地面,更非剛體。因此可藉輪胎的形變消耗動能產生熱。
        在此種情形下 不會留下明顯 煞車痕!
        在緊急煞車時,車子可 又滾動又滑動,此時會『刮』下輪胎皮而留下煞車痕!
         車子不管 在加速或減速時 都需要有摩擦力,
        陷在濕泥巴裡的車子是無法行進的,
        在結冰的路面也很難煞車(會滑行)。

        汽車的運動包含有: 車體的移動 與 輪胎(含引擎傳動等)轉動。
        車體移動的加速或減速 需要靠 車輪與地面的接觸(摩擦)來完成。
        車輪的轉動 則靠引擎來讓『轉動』加速,或 煞車系統 來讓『轉動』減速。
        當輪胎轉速改變時 會造成 車體與地面的 相對速度改變 而有摩擦產生。
        進而造成 移動速度的改變!這樣是否更清楚了呢!
 


歡迎你的意見:E-mail hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw 師大物理系 黃福坤 since 2011/06/20