Нужно решить задачу по Безопасности Дорожного Движения, у самой к сожалению с физикой беда
При расследовании дорожно-транспортного происшествия было выявлено, что автомобиль ГАЗ-3110 "Волга" , учавствующий в ДТП, оставил следы скольжения колес длиной 14,3 м на поверхности асфальтового покрытия и длиной 6,5 м на грунтовой обочине. Перед ДТП прошел дождь. Определить скорость "Волги" перед началом торможения, если у автомобиля тормозили только два колеса.

Со второстепенной выскакивали? Иль с главной?

данных не хватает походу, какая резина? масса авто?(хотя это величина постоянная) сколько в салон груза и народу?

А почему тормозила двумя колёсами? Ручником?

Это все данные, что даны в условии. По вашим комментариям я понимаю что у вас тоже с физикой не ахти... жаль нет на форуме компании физиков или экспертов по ДТП.

Задача имеет слишком много неизвестных.
Какова была масса машины?(сколько в ней было пассажиров, груза, бензина?)
Какая резина стояла на колёсах, как эта резина ведёт себя на асфальте? А на грунте?
А что там за асфальт вообще был? Гладкий или шероховатый? Или с ямами?
Точно можно сказать, что волга ехала быстрее 40 кмч, но медленнее 80 кмч.
Первое помню с автошколы, с 40-ка тормозной путь метров 10, +-3 метра, и по личному опыту, с 80 метров 25-30, а то и больше.

неее этого точно не хватает, так как неизвестно трение (сопротивление) как минимум, а оно напрямую зависит от массы, резины и тд...

Задача имеет слишком много неизвестных.
.

+1я по осени на Волге, на скорости 10 км/ч, тормозил 10 метров и затормозил в стену офиса :(... задачи после не решал, а покупал фару и повортник, ремонтировал бампер, капот,крыло, морду....

Вам нужен физик - ок.
Длина тормозного пути сильно зависит от коэффициента трения покрышки о поверхность . Для большинства пар материалов значение коэффициента трения μ не превышает 1 и находится в диапазоне 0,1 — 0,5. Для того, чтобы ответить на ваш вопрос требуется знать точное соотношение данной величины для двух пар. "ведро" (Волга) - "Асфальтовое покрытие" и "ведро"-"Грунтовая обочина". Без этих данных решительно невозможно предсказать поведение объекта в описанной ситуации.
Более того, необходимо учитывать кучу мелких факторов, типа температурного расширения резины на "ведре" и воздуха внутри резины, ибо они тоже вносят свой вклад в гашение кинетической энергии несущегося "ведра". Отсюда вырастает требование определения точной температуры воздуха в момент "катастрофы".
(с) Дипломированный физик.

просто задача к физике не имеет никакого отношения. У экспертов по ДТП есть куча коэффициентов на все случаи жизни, их просто подставляют в известные им формулы и считают.

просто задача к физике не имеет никакого отношения. У экспертов по ДТП есть куча коэффициентов на все случаи жизни, их просто подставляют в известные им формулы и считают.

Ага, а сами формулы и коэффициенты есстественно к какой-то иной науке относятся...

угу.. я смотрю тут говорят даных мало массу типа надо и так далее. Однако вам известно что это газ 3110 - значит вбиваем в гугл "тенические характеристики газ 3110 и получаем вот это
Полная масса, кг 1790
Габариты, мм (дл. ш. выс.) 4870x1800x1422 Дорожный просвет, мм 156
Число мест 5
Колесная база, мм 2800
Шины 195/65R15
Емкость топливного бака, л 55 или 70

можно попробовать решить задачу с этими данными? плюс 1 человек . пусть водитель будет мужик - срений вес 80-90 кг. плюс топливо. ну пусть он будет на пустом баке)) не знаю насколько важен точный вес автомобиля.
Нужно думаю знать коэффициенты - поправки к скорости - оговорка - что прошел дождь не случайна.
ну и навернео действительно вспомнить курс физики какие силы действовали на машину. силя тяжести там инерция (хз сила или нет уже не вспомню) и сила трения она как бы тянула машину назад. для рассчета её величины видимо нужно знать какие колеса были на машине - в стандарте - я вам дала данные - что ставят на волгу. это вот то что пришло в голову за первые 10 секунд.. сейчас еще подумаю.. блин я 15 лет назад отучилась ничего не помню((

Я думаю, что с рассчетами тут будет очень сложно, слишком много неточностей и варьирующихся параметров. Но на вскидку, скорость авто была не меньше 50 км/ч.

надеюсь это вам поможет
Волга не оборудована АБС и значит когда водитель нажал на тормоз произошло равнозамедленное движение.
v*v/2=Sa
где v - скорость до начала торможения, S-пройденный путь (длина черного следа резины размазанной по асфальту), a-ускорение (замедление) в торможении.
Это берется из перехода ВСЕЙ кинетической энергии mv*v/2 в работу силы трения (разрушение резины, т.е. черный след) (m a)<это сила трения>*S<это пройденный в торможении путь> Ускорение (замедление) при торможении
a=g*k BR> где k коэффициент трения (коэффициент сцепления резины с асфальтом, так это называется в гаишных документах),
g напряженность поля тяжести (сколько ньютонов СИЛЫ веса на каждый килограмм МАССЫ автомобиля; попросту говоря ускорение свободного падения, равное на всей Земле 9.81 н/кг или что то же самое м/с2)
Итого получается
v2/2=Sgk
двойка после скорости означает квадрат
Значение коэффициента сцепления k может быть от 0.7-0.9 для сухого асфальта и хорошей резины до 0.03-0.01 на льду.
Минимально допустимая эффективность тормозов для легковушки 0.64 (на каждую тонну веса тормозное усилие 640 кг) регламентируется в ГОСТ 25478-91 для вообще тормозов. Предполагается что на сухом асфальте (или на резине барабана на ПИК) сцепление резины гораздо лучше, так что это качество собственно тормозов. Одним словом, на сухом асфальте принято считать, что машина замедлялась с ускорением 0.64g, 9.81*0.64 примерно 6.3 м/с2
Обратная задача (вычисление скорости по тормозному пути) решается так
v<м/с>=sqrt(2*9.81<м/с2>*0.64*S<м>)
где функция sqrt означает квадратный корень, и скорость переводится из метров в секунду в километры в час согласно соотношению 36 км/ч=10м/с
В остановочный путь еще входит расстояние пройденное с начальной скоростью за время реакции водителя (0.2 сек) и время срабатывания тормозной системы (по ГОСТ 25478-91 не хуже 0.5 сек для легковушек). Черного следа на асфальте в это время не остается, и в расчетах скорости из длины тормозного следа поэтому используют только тормозной путь.
дорога у вас мокрая значит коэффициент сцепления с дорогой 0,4 . Только вот у меня мозговой конфликт)) как быть с двумя колесами?. каг бы такое чувство что чтото нажно разделить на 2. Что с торможением 4-мя колесами торможение было бы видимо более эффективно - так как большая сила трения была бы задействованна.

Ну вот спасябо уже кое-что, есть хоть от чего плясать. Кстати, очень сильно удивилась, увидев такой ёмкий ответ и поняв по глаголам, что отвечает мне девушка

Это термех.

V=(f1*s1+f2*s2)^(1/2)

f1 и s1 - соответственно коэффициент трения резины по асфальту и пройденный по асфальту путь
f2 и s2 - соответственно коэффициент трения резины и пройденный путь по обочине.

От массы не зависит.

Путь известен, коэффициенты трения - ищите сами в нормативах.

^(1/2) - вот эту часть не поняла

по логике вещей скорее всего просто обозначает разделить на 2.
А так как до этого заострили внимание на то, что ни зря там дождь был, то искать буду в нормативах коэффициент трения покрышек о мокрый асфальт, и о мокрый гравий. Очень Вам признательна

^(1/2) - как оказалось на поверку это степень 1/2 или попросту корень из этого числа

Какие именно колеса тормозили ?
Результат от этого навскидку раза в 4 может зависеть.

V=sqr(2g(к1S1+ к2S2)) - получалась такая формула для расчета
k1=0,4 для мокрого асфальта, k2=0,35 для грунта
при вычислении выходит приблизительно 13 км/ч

Спасибо, конечно, но лучше подучите матчасть.

Это я написал формулу при условии того, что масса в момент торможения равномерно была распределена на все четыре колеса.
Это я условно, для упрощения формулы, принял такие условия, т.к. в исходных данных это не оговорено.

Если масса была распределена неравномерно, то формула будет другой.
Ту часть, что под корнем нужно будет умножить на коэффициен p/m, где р - суммарная вертикальная нагрузка, приходящаяся на тормозящие колеса, m - суммарная масса автомобиля.

Если на остальных колесах тоже было тормозное усилие, то под корень нужно добавить еще и его работу.

Какие именно колеса тормозили ?
Результат от этого навскидку раза в 4 может зависеть.

а можете подсказать оба варианта, просто понимаю, что то что получилось это скорее для торможения всеми колесами

не слушайте никого. слушайте меня. тут уже чепухи наговорено с три короба.
сила трения Fтр=k*m*g, где m - масса машины, k- коэффициент трения, g=9.8м/с - ускорения свободного падения.
коэффициент трения "шины - мокрый асфальт" около 0.4. коэффициент трения "шины - грунт" обсудим ниже.
из закона сохранения энергии кинетическая энергия авто m*v^2/2 поглощена за счёт работы силы трения, Fтр*S, здесь v - скорость до начала торможения, S - тормозной путь. тогда имеем равенство:

m*v^2/2 = k1*m*g*S1 + k2*m*g*S2

откуда искомая скорость:

v = Sqrt(2*g*(k1*S1+k2*S2))

как видите, абсолютно не входит в задачу сколько колёс тормозило, и какова масса авто.
из выражения видно, что результат довольно слабо зависит от k2 - плохо известного коэффициента сцепления шин с грунтом, потому что во-первых, всё под корнем стоит, а во-вторых, этот k2 помножается на S2, который значительно меньше, чем S1. действительно, посчитаем скорость для k2=0.4 и для 0.1. получаем:

v = 46км/ч
v = 40км/ч

(не забыли перевести из м/с в привычные км/ч умножением на 3.6)

опередили слегка с ответом на вопрос
только теперь загвоздка где искать этот крутящийся момент для двух вариантов: первый это когда задние колеса тормозят, второй передние

Ну слава богу все встало на свои места. Огромное спасибо!

у Волги блокируются передние колеса

как видите, абсолютно не входит в задачу сколько колёс тормозило, и какова масса авто

В задачу-то входит, это вы в решении отбросилиПриведённые формулы справедливы для торможения всеми колёсами. Если тормозит только одна ось, то сила трения будет меньше соответственно распределению веса по осям, а вот масса (т.е. инерция) автомобиля останется прежней, так что тормозной путь существенно увеличится. Да и вес автомобиля на грунте скорее всего имеет заметное значение.

Масса авто роли не играет.

Приведённые формулы справедливы для торможения всеми колёсами. Если тормозит только одна ось, то сила трения будет меньше соответственно распределению веса по осям, а вот масса (т.е. инерция) автомобиля останется прежней, так что тормозной путь существенно увеличится. Да и вес автомобиля на грунте скорее всего имеет заметное значение.

в данной конкретной задаче мы НЕ изучаем какова была сила трения. нам просто плевать с высокой колокольни кто там как с чем тёрся. у нас есть результат: тормозной путь. и мы знаем, что закон сохранения энергии - незыблем. всё. конец рассуждениям. дальше расчёт: кинетическая энергия = работа сил трения.

а так, да, вы правы, тормозной путь разный в зависимости от того, сколько колёс тормозит. но мы его не вычисляем, он уже определён экспериментально.
а масса машины - входит только во втором порядке, для грубых оценок - не влият.

Зуб даю, что в данной случае будет огромная разница, тормозили передние 2 колеса, или задние 2, на которые при торможении нагрузка значительно меньше.

В моей практике было нечто похожее, но при офрмлении ДТП сделали очень просто. Разогнали мой авто до скорости 40 км/ч на том же покрытии и тормоз в пол. Замерили тормозной путь и уже после по соизмерению тормозных путей вычилили скорость движения при ДТП. Это избавляет от необходимости учитывать массы авто, коэф.сцепления шин с дорогой, рапределение тормозных усилий по колесам и т.п.
Странно что в вашем случае этого не сделали.

В задачу-то входит, это вы в решении отбросили :)

[censored] my mind..
я погорячился, вы правы, входит в задачу. отказываюсь от предыдущих реплик.

для грубых оценок можно полученную скорость на 1.4 поделить, так что 30км/ч. а для негрубых так просто не посчитаешь.

У вас все верно расписано, коэффициенты я уже нашла по i-net справочник по коэффициентам трения. В расчетах действительно не перевела из м/с в км/ч. В итоге получился ответ V=46,2 км/ч.

V=46,2 км/ч

+-5 км/ч.

У вас все верно расписано,

нет, прав всё-таки мой оппонент. дело в том, что если тормозит только одна пара колёс, то сила, с которой колёса прижаты к асфальту, не равна весу машины. грубо можно считать что половина машины опирается (и тогда ответ надо поделить на sqrt(2)~1.4), но это очень грубо - ибо при серьёзном торможении машина сильно "кивает", и нагрузка на заднюю ось заметно меньше, чем на переднюю. из-за этого выражение для силы трения нельзя так писать, как я нарисовал.

ещё один нюанс: если вторая пара колёс не совсем лишена тормозов, а всё-таки тормозила (но не была заблокирована), то ситуация ещё меняется: надо учесть силу трения от этой пары колёс, силу трения покоя. правда, в такой ситуации ответ будет ближе к тому, что я рисовал выше, ибо суммарная сила трения будет ближе к своему теоретическому максимуму k*m*g.

резюме: то, что было вычислено мной выше, это максимум скорости, которая была у авто. больше точно не могло быть.