Научно-исследовательский проект "Транспорт и тормозной путь"

Министерство образования РФ

_______________________________________________________

Фестиваль научно-исследовательских и проектных работ "Наука победы"

Научно-исследовательский проект на тему :

  Транспорт и тормозной путь.

Авторы:

Васин Денис  

 ученик 11 «Б» класса,

Слаута Денис,

Ученик 9 «А» класса.

Научный руководитель:

Абрамов Михаил Викторович,                                                                                                                                               К.т.н., учитель физики

 Образовательное учреждение:

                                                                   МАОУ   «Заревская средняя  

  общеобразовательная школа с УИОП»

г.о. Домодедово

                                                             2020

Содержание

I. Введение.                                                                    3-5

II.Основная часть.

   1. Исследование общественного мнения в нашей школе  6-8  

   2. Теория тормозного пути:  

       2.1. Тормозной путь автомобиля                           9                    

       2.2 Расчёт тормозного пути                                   10              

   3. Результаты проведенных экспериментов            11-13                      

 III. Заключение.  Выводы.                                          14-15                      

 IV.Список использованной литературы.                   16                        

                                                 ВВЕДЕНИЕ.

          Десятки тысяч дорожно-транспортных происшествий происходят на дорогах нашей страны ежегодно.  Значительная часть из них происходит из-за того. Что водители и пешеходы не учитывают тормозной путь транспортного средства. Мы решили исследовать эту важную тему в нашем проекте.

Проблема: Понять – нужно ли нам в своей жизни учитывать тормозной путь и так ли это важно.

Почему нам нельзя переходить проезжую часть дороги перед близко идущим транспортом? Какое расстояние до любого движущегося транспортного средства считается безопасным? Чем объяснить довольно высокий процент травматизма на дорогах и дорожно-транспортных происшествий?

Ответы на все эти и многие другие вопросы, связанные с движением тел, дают законы механики и кинематики.

Актуальность темы.  В нашей стране с каждым годом происходит увеличение транспортных средств,а наши дороги стали объектом повышенной опасности, что приводит к необходимости изучения этого вопроса.

Длина тормозного пути довольно часто оказывается решающим фактором в критической ситуации на дороге.

Лишний метр, прочерченный покрышками автомобиля по асфальту, может стоить не только разбитого бампера, но и жизни.

Множество людей из тех, кто в настоящий момент обучается в школе, в будущем станут водителями или пешеходами, которые обязаны знать, что тормозной путь зависимость от начальной скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.                                                                                                                        

Основная цель данного проекта: исследовать все факторы, от которых зависит тормозной путь.

Задачи:

1. Изучить разнообразные источники по данному вопросу.

2.Организовать в школе социологический опрос, анкетирование с целью изучить наличие транспортных средств и систематизировать полученную информацию.

3.Выяснить на практике зависимость тормозного пути от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.                                                                                                                        

4.Провести реальные эксперименты, подтверждающие зависимость тормозного пути от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.                                                                                                                        

5.Продумать и создать демонстрационные эксперименты, доказывающие зависимость тормозного пути от скорости транспорта и от коэффициента сцепления шин с дорогой.      

Для достижения поставленных целей над данным проектом мы работали по следующим направлениям:

1) Исследование общественного мнения в нашей школе;

2) Изучение теории тормозного пути;

3) Проведение экспериментов;

4)  Выводы.

Наша гипотеза. Тормозной путь зависит от скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой.

Практическая значимость проекта  состоит в реальном исследовании зависимости тормозного пути от скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой. Также показать, что нам всем необходимо все это учитывать в повседневной жизни.

Научный интерес проекта нам видится  в том, что в процессе изучения данного вопроса были получены некоторые сведения о практическом применении явления тормозного пути.

Чтобы узнать, от каких факторов зависит тормозной путь, нами была изучена следующая литература: 1)Бытько Н.Д. Физика, ч.1 и 2. Механика. Молекулярная физика и теплота. В пособие включено большое число задач с решениями для лучшего понимания физики. Приведено много примеров показывающих связь физики с техникой. 2)Иванов А.С., Прокаить за А.Т. Мир механики и техники: Кн. для учащихся. В книге на многочисленных примерах рассказывается об увлекательном мире техники, основанном на механических закономерностях. 3) Элементарный учебник физики: Учебное пособие. Под ред.  Г.С. Ландсберга. Т.1 Механика. Молекулярная физика. Достоинством данного пособия является глубина изложения физической стороны процессов и явлений в природе и технике.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ В НАШЕЙ ШКОЛЕ.

  Исследование наличия транспортных средств проводилось нами среди школьников с 5 по 11 класса и сотрудников МАОУ «Заревская средняя общеобразовательная школа с УИОП». Всего в опросе приняло участие более 300 человек, детей и взрослых. Результаты опроса мы разместили в виде таблиц и показали для наглядности на диаграммах.

Анкетирование : наличие различных транспортных средств в семьях.

Вывод: наш опрос показал, что на каждую семью приходится в среднем  почти 2 транспортных средства, в основном это автомобили и велосипеды. Незначительное количество семей имеют мопеды в пользовании.

Анкетирование: отношение опрошенных к транспортному средству.

Вывод: большинство опрошенных считает, что автомобиль не роскошь, а средство передвижения, но более половины не считают автомобиль средством повышенной опасности.

ИТОГОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРОСА:

2. Теория тормозного пути.

                         2.1 Тормозной путь автомобиля.

Тормозной путь - это путь, пройденный автомобилем от начала его торможения до полной остановки.

Началом тормозного пути автомобиля называется момент срабатывания тормозной системы автомобиля, а его концом – момент полной остановки машины.

Само собой разумеется, что движущийся автомобиль на большой скорости не сможет мгновенно останавливаться. Прежде чем остановиться, он должен пройти некоторое расстояние. Так, современный легковой автомобиль на автостраде при скорости 100 км/час проходит в каждую секунду до 28 м. Ясно, что для полной его остановки нужно определенное расстояние.

Ее величина находится в прямой зависимости от скорости движения, способа его торможения и дорожных условий. При скорости автомобиля 50 км/ч средний тормозной путь будет составлять около 15 м, а при скорости 100 км/ч уже около 60м,  т.е. больше в четыре раза.

           Тормозной путь любого автомобиля зависит от многих факторов:

1- скорость движения

2- дорожное покрытие

3- погодные условия

4- состояние колес и тормозной системы

5- способ торможения

Длина тормозного пути автомобиля часто оказывается решающим фактором в критической ситуации на дороге.

Лишний метр, прочерченный его покрышками по асфальту, может стоить не только разбитого бампера, но и жизни.

2.2 Формула тормозного пути транспортного средства .

Существует несколько формул для расчета тормозного пути. В их основе лежит второй закон Ньютона.

Основной тормозной путь автомобиля можно определить по следующей формуле:

                                        S = V²о/2gµ,

где:

S -    тормозной путь в метрах;

Vо - скорость движения автомобиля в момент начала торможения в м/сек;

g -    ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2;  

µ -    коэффициент сцепления шин с дорогой.

Приведенная формула годится лишь при одновременном торможении у автомобиля всех колес до "юза".

Из формулы очевидно, что тормозной путь напрямую зависит только от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой. Однако значение последнего может измениться в зависимости от вида и состояния дорожного покрытия, типа шин автомобиля и давления воздуха в них.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

        Мы провели несколько экспериментов . Для них мы использовали обычный велосипед на разных типах дороги – от сухой дороги до дороги, покрытой ледяной коркой. Тормозной путь измерялся обычной рулеткой по следу на асфальте и снегу.  Скорость измерялась с помощью навигатора. Результаты экспериментов мы занесли в следующие таблицы.  

1. Зависимость тормозного пути от скорости велосипеда.

                                                                                                      Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Вывод: Чем больше скорость нашего велосипеда, тем длиннее его тормозной путь. При движении транспорта  и по сухой летней, и по скользкой зимней дороге тормозной путь и время торможения зависят от начальной скорости, причём его тормозной путь прямо пропорционален квадрату начальной скорости .

2.Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой.

Таблица 8

Выводы: В результате экспериментов мы выяснили, что коэффициент сцепления с дорогой зависит от погодных условий. Чем хуже сцепление шин с дорогой, тем меньше  будет коэффициент и длиннее тормозной путь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

 В результате проведенных экспериментов мы считаем, что многих аварий нам можно было бы избежать, если бы водители следовали золотому правилу - держи дистанцию. В нашей работе мы выяснили, какую дистанцию нужно соблюдать для собственной безопасности и как определится нужная дистанция.

Теперь то мы уже  точно знаем, от чего зависит тормозной путь транспортного средства. Если же говорить более конкретно, тормозной путь зависит, в основном, от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Мы провели небольшую серию экспериментов, использовав велосипед,  проделали примерно такие же опыты, как и ученые, и получили примерно такие же результаты. Получилось, что экспериментально мы подтвердили все утверждения, высказанные нами.

Нами была создана серия экспериментов, помогающих понять и объяснить некоторые «трудные» наблюдения.

Но самое главное - мы поняли, как увлекательно  добывать знания самим, а потом делиться ими с другими.

Выводы:

Проведенные нами  исследования показали, что:

1. Тормозной путь любого транспортного средства зависит от его скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой.

2. Также для обеспечения безопасности движения в любых дорожных условиях, при движении с любой скоростью необходимо соблюдать следующее правило: остановочный путь должен быть меньше расстояния видимости.

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

4. Поскольку зимой коэффициент трения резины по асфальту резко  уменьшается, тормозной путь и время торможения увеличиваются;

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

И главное, всем, и водителям и пешеходам, нужно помнить, что жизнь – штука длинная и интересная! Берегите свою жизнь!

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Элементарный учебник физики:  Учебное пособие. В 3-х т. /Под ред. Г.С.Ландсберга. Т.1 Механика. Молекулярная физика. М.:Наука, 1985, 218 с.
2. Иванов А.С., Проказа А.Т.  Мир механики и техники: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1993.
3. Бытько Н.Д. Физика, ч.1 и 2. Механика. Молекулярная физика и теплота.М.: Высшая школа, 1972, 336 с.
4. В.А.Касьянов.  Физика 10 класс.- М.: Дрофа, 2016, 412 с.
5. А.В. Перышкин. Физика 9 класс. М. : Дрофа, 2018, 240 с.
6. http://www.avtodot.ru/sovetyi/opredelyaem-tormoznoy-put.html

     7.  http://www.auto-for-you.ru

     8.  http://www.g-class.ru/index.asp?zz=m121272694

     9.  http://www.off-road74.ru/school/book/10/

     10.  http://autorelease.ru/termins/1712-chto-takoe-tormoznoj-put.html

    11. http://www.kaminsky.su/own/blog/242-fizika-tormozhenija