ماذا تفعل هذه الحاسبة؟
تقدّر حاسبة السرعة من آثار الانزلاق الحد الأدنى للسرعة التي كانت المركبة تسير بها في اللحظة التي بدأ فيها الانزلاق. وهي أداة كلاسيكية في إعادة بناء الحوادث والتحليل الجنائي للاصطدامات. فمن خلال قياس طول آثار انزلاق الإطارات على سطح الطريق، ومعرفة معامل احتكاك السطح (معامل الاحتكاك) إضافةً إلى كفاءة فرامل المركبة، يمكنك استرجاع تقدير تقريبي للسرعة قبل بدء الانزلاق.
كيفية الاستخدام
أدخل طول أثر الانزلاق بالأقدام، ومعامل الاحتكاك لسطح الطريق (الأسفلت الجاف نحو 0.7، والأسفلت المبلل 0.4–0.6، والحصى 0.5–0.7، والجليد 0.1–0.2)، ثم كفاءة الفرملة كنسبة مئوية (100% إذا انغلقت جميع العجلات وكبحت بالتساوي). تعرض الحاسبة السرعة المقدّرة بالميل في الساعة، والكيلومتر في الساعة، والقدم في الثانية، والمتر في الثانية.
شرح المعادلة
المعادلة الميدانية الشائعة الاستخدام هي
$$v = \sqrt{30 \cdot d \cdot f} \times n$$حيث \(d\) هي مسافة الانزلاق بالأقدام، و\(f\) هو معامل الاحتكاك، و\(n\) هي كفاءة الفرملة مُعبَّرًا عنها كنسبة كسرية. ويجمع الثابت 30 بين تأثير الجاذبية وتحويلات الوحدات بحيث تنتج السرعة مباشرةً بالميل في الساعة. أما الأساس الفيزيائي فهو حفظ الطاقة: تتبدد الطاقة الحركية \(\tfrac{1}{2}mv^2\) عبر شُغل الاحتكاك \(\mu mgd\)، وعند إعادة الترتيب نحصل على \(v = \sqrt{2\mu gd}\). ولأن الفرملة الواقعية نادرًا ما تكون مثالية، فإن عامل الكفاءة \(n\) يقلّل من قيمة النتيجة.
مثال محلول
لنفترض أن سيارة تركت أثر انزلاق بطول 60 قدمًا على سطح معامل احتكاكه 0.5، وأن الفرامل عملت بكفاءة 80%. أولًا نحسب الحد الأساسي:
$$\sqrt{30 \times 60 \times 0.5} = \sqrt{900} = 30 \text{ ميلًا في الساعة}$$ثم نطبّق كفاءة الفرملة:
$$30 \times 0.80 = 24 \text{ ميلًا في الساعة}$$أي ما يقارب 10.73 م/ث. هذه هي السرعة الدنيا — وغالبًا ما كانت السرعة الفعلية أعلى، لأن الطاقة المفقودة قبل بدء الانزلاق لا تؤخذ في الحسبان.
الأسئلة الشائعة
هل هذه هي سرعة الاصطدام الدقيقة؟ لا. إنها تقدير للحد الأدنى. فمسافة ما قبل الفرملة، والطاقة الممتصة عند الاصطدام، وميل الطريق، كلها عوامل قد ترفع السرعة الحقيقية.
أي معامل احتكاك ينبغي أن أستخدمه؟ استخدم قيمًا مستمدة من اختبار احتكاك أو من جداول منشورة تناسب نوع السطح وحالة الإطارات؛ والأسفلت الجاف يتراوح عادةً بين 0.65 و0.75.
لماذا نُدرج كفاءة الفرملة؟ إذا لم تنغلق جميع العجلات أو كانت الفرامل غير متساوية، فإن الاحتكاك المطبَّق يكون أقل من الكامل، لذا تُعدّل الكفاءة السرعة المقدّرة بما يتناسب مع ذلك.
