Μικρή διόρθωση (Νοεμ. 2020): Με την πάροδο του χρόνου και μετά από προτροπή του Νικόλαου Κοντογιάννη, αποφάσισα να προσθέσω κάποιες περισσότερες πληροφορίες στην ελλειπή εικόνα που παρουσιαζόταν ως τώρα στο άρθρο. Αυτή η εικόνα, αν και αρκετά προσαρμοσμένη στην πραγματικότητα, δεν ανταποκρίνεται πλήρως. Ο λόγος είναι διότι προϋποθέτει ότι τα ελαστικά "σέρνονται" στο δρόμο, κάτι το οποίο δε συμβαίνει. Στην πραγματικότητα, η κινητική ενέργεια του οχήματος μετατρέπεται σε θερμότητα μέσω των φρένων και έτσι παίζουν ρόλο και άλλοι διάφοροι παράγοντες, όπως πχ. η μάζα του οχήματος και διάφοροι συντελεστές/μέγεθος των φρένων. Το σύστημα ABS έχει αναπτυχθεί γι'αυτόν ακριβώς το σκοπό, για το οποίο μπορείτε να διαβάσετε περισσότερες πληροφορίες (στ'αγγλικά) εδώ.
Χρόνο πέδησης ονομάζουμε τον χρόνο από το πάτημα του φρένου, μέχρι την ακινητοποίηση του αμαξιού. Γενικότερα, μια δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα, δίνεται από τον τύπο
(συχνά αυτός ο "τύπος" αναφέρεται και ως "Δεύτερος Νόμος του Νεύτωνα"), όπου
η μάζα του σώματος και
η επιτάχυνσή του (ή η επιβράδυνσή του, ανάλογα πώς τον χρησιμοποιούμε). Επίσης η τριβή
που ασκείται μεταξύ δύο σωμάτων, ισούται με
, όπου
ο συντελεστής τριβής μεταξύ των δύο σωμάτων και
το βάρος του σώματος (ο τύπος
δεν ισχύει πάντα, αλλά μόνο σε ίσιο δρόμο). ΠΡΟΣΟΧΗ! Το βάρος δεν είναι ίσο με την μάζα, το βάρος
το βρίσκουμε κάνοντας
, όπου
η επιτάχυνση της βαρύτητας, η οποία αλλάζει από περιοχή σε περιοχή.
Από τα παραπάνω, αφού και
και η δύναμη που έχουμε στο φρενάρισμα του αυτοκινήτου είναι μόνο η τριβή, μπορούμε να πούμε ότι
, άρα
. Ξέρουμε όμως επίσης ότι
, άρα
. Διαιρώντας και τα δύο μέλη με
(κάθε σώμα έχει μάζα άρα δεν υπάρχει πρόβλημα στην διαίρεση) προκύπτει
. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, διότι μας δείχνει ότι η μάζα δεν παίζει κανένα ρόλο στην επιβράδυνση ενός αυτοκινήτου, διότι μικρή μάζα σημαίνει μικρό βάρος που σημαίνει μικρή τριβή, μεγάλη μάζα σημαίνει μεγάλο βάρος που σημαίνει μεγάλη τριβή, άρα αυτά έρχονται σε ισορροπία και μας δίνουν το ίδιο αποτέλεσμα.
Ας βάλουμε τώρα στην παραπάνω σχέση τα συνηθισμένα νούμερα για τον συντελεστή τριβής και την επιτάχυνση της βαρύτητας, για κανονικό έδαφος και
για βρεγμένο (στον πάγο πάει και
) και
αντίστοιχα, έχουμε
, δηλαδή η ταχύτητα του αυτοκινήτου μειώνεται κατά περίπου
το δευτερόλεπτο, σε ξηρό δρόμο. Άρα, ένα αυτοκίνητο που κινείται με
, σε κάτι παραπάνω από 3 δευτερόλεπτα θα έχει σταματήσει τελείως... Αξίζει επίσης να σημειωθεί πως ο παραπάνω τύπος για την τριβή μας δίνει την μέγιστη δυνατή τριβή και τα διαφορετικά φρένα αλλάζουν κατά πολύ τα δεδομένα. Τέλος, η ανηφόρα και η κατηφόρα παίζουν αρκετά σημαντικό ρόλο, στην ανηφόρα το αμάξι θα σταματήσει γρηγορότερα, διότι το βάρος του το στέλνει προς τα πίσω, ενώ στην κατηφόρα το αμάξι θα σταματήσει αργότερα, διότι το βάρος του το βοηθάει να κινείται προς τα μπροστά, συνεπώς τα φρένα πρέπει να υπερνικήσουν και την δύναμη του βάρους. Στο παρακάτω πινακάκι βλέπουμε και τους διάφορους χρόνους για άλλους συντελεστές τριβής και άλλες ταχύτητες.
Μπορείτε να βρείτε την συνέχεια αυτού του άρθρου εδώ.
Μπορείτε το άρθρο αυτό να το κατεβάσετε από εδώ σε μορφή pdf.
Με το παρακάτω προγραμματάκι μπορείτε να βάλετε εσείς ό,τι νούμερα θέλετε και να υπολογίσετε τον αντίστοιχο χρόνο που απαιτείται μέχρι να σταματήσει το αμάξι και ακόμα μπορείτε να υπολογίσετε και πόση απόσταση θα έχει διανύσει σε αυτό το χρονικό διάστημα.