Quãng đường dừng xe là gì?
Quãng đường dừng xe là tổng khoảng cách mà xe di chuyển kể từ khoảnh khắc một mối nguy xuất hiện cho đến khi xe dừng hẳn. Nó gồm hai phần: quãng đường phản xạ — khoảng cách xe lăn bánh trong lúc tài xế nhận ra mối nguy và đưa chân sang bàn đạp phanh, và quãng đường phanh — khoảng cách xe đi được sau khi đã đạp phanh. Công cụ này dựa trên mô hình vật lý phổ quát, áp dụng cho mọi loại xe, mọi mặt đường, miễn là các đơn vị nhập vào thống nhất.
Cách sử dụng
Nhập tốc độ di chuyển theo km/h, thời gian phản xạ theo giây (tài xế tỉnh táo thường mất khoảng 1,0–1,5 giây), hệ số ma sát giữa lốp và mặt đường (khoảng 0,7 trên đường nhựa khô, 0,4 khi đường ướt, 0,1 khi có băng), và gia tốc trọng trường (9,81 m/s²). Công cụ sẽ đổi tốc độ sang m/s rồi cho ra quãng đường phản xạ, quãng đường phanh và tổng quãng đường, tính bằng mét.
Giải thích công thức
Quãng đường phanh được suy ra từ định luật bảo toàn năng lượng: động năng \(\tfrac{1}{2}mv^{2}\) bằng công của lực ma sát \((\mu m g \cdot d)\), nên \(d = \dfrac{v^{2}}{2\mu g}\). Quãng đường phản xạ đơn giản là tốc độ nhân với thời gian phản xạ, \(v \cdot t\). Cộng hai phần lại ta có tổng quãng đường dừng xe
$$ d = v \cdot t + \frac{v^{2}}{2\mu g} $$Cần lưu ý: quãng đường phanh tăng theo bình phương của tốc độ — nếu tăng gấp đôi tốc độ thì quãng đường phanh tăng khoảng bốn lần.
Ví dụ minh họa
Ở tốc độ 100 km/h (27,78 m/s) với thời gian phản xạ 1,5 giây và \(\mu = 0{,}7\) trên đường khô: quãng đường phản xạ
$$ 27{,}78 \times 1{,}5 \approx 41{,}67 \text{ m} $$Quãng đường phanh
$$ \frac{27{,}78^{2}}{2 \times 0{,}7 \times 9{,}81} \approx \frac{771{,}6}{13{,}734} \approx 56{,}19 \text{ m} $$Tổng quãng đường dừng xe \(\approx 97{,}86 \text{ m}\).
Câu hỏi thường gặp
Công cụ có tính đến độ dốc của đường không? Không — nó giả định mặt đường phẳng. Khi xuống dốc, quãng đường dừng sẽ dài hơn.
Nên dùng giá trị ma sát nào? Khoảng 0,7 với đường khô, 0,4 với đường ướt, và 0,1–0,2 khi đường có băng hoặc tuyết.
Tại sao phải đổi km/h sang m/s? Công thức vật lý dùng hệ đơn vị SI, nên tốc độ phải tính bằng mét trên giây (lấy km/h chia cho 3,6).
