Công Cụ Này Làm Gì
Công cụ này ước tính quãng đường một vật trượt được trước khi dừng hẳn, trong trường hợp ma sát là lực ngang duy nhất tác dụng lên nó. Khi bạn nhập vận tốc ban đầu, hệ số ma sát giữa vật và bề mặt, cùng gia tốc trọng trường, công cụ sẽ cho ra quãng đường phanh, gia tốc hãm và thời gian cần thiết để dừng lại.
Cách Sử Dụng
Nhập vận tốc ban đầu theo đơn vị mét trên giây, hệ số ma sát (\(\mu\)) không thứ nguyên của hai bề mặt tiếp xúc, và giá trị trọng lực tại nơi bạn ở (9,81 m/s² trên Trái Đất). Bấm tính toán để xem ngay quãng đường trượt. Hệ số ma sát càng nhỏ thì quãng đường phanh càng dài — đó chính là lý do đường đóng băng làm quãng đường phanh tăng vọt.
Giải Thích Công Thức
Ma sát tạo ra gia tốc hãm là \(a = \mu g\). Áp dụng hệ thức động học \(v^{2} = 2 \cdot a \cdot d\) cho vật giảm tốc đến khi dừng, ta giải ra quãng đường: $$d = \frac{v^{2}}{2 \cdot \mu \cdot g}$$ Khối lượng của vật bị triệt tiêu, vì vậy quãng đường phanh không phụ thuộc vào trọng lượng — chỉ phụ thuộc vào vận tốc và ma sát. Hãy lưu ý rằng quãng đường tỉ lệ với bình phương vận tốc: vận tốc tăng gấp đôi thì quãng đường phanh tăng gấp bốn.
Ví Dụ Minh Họa
Một chiếc ô tô trượt với vận tốc 20 m/s trên mặt đường nhựa khô có \(\mu = 0{,}7\) và g = 9,81 m/s². Gia tốc hãm là \(0{,}7 \times 9{,}81 = 6{,}867 \text{ m/s}^{2}\). Quãng đường phanh bằng $$\frac{20^{2}}{2 \times 0{,}7 \times 9{,}81} = \frac{400}{13{,}734} \approx 29{,}13 \text{ m}$$ và thời gian để dừng là \(20 / 6{,}867 \approx 2{,}91 \text{ s}\).
Câu Hỏi Thường Gặp
Khối lượng có ảnh hưởng đến quãng đường phanh không? Không. Khối lượng bị triệt tiêu trong công thức, nên một vật nặng và một vật nhẹ sẽ trượt cùng một quãng đường nếu ma sát và vận tốc giống nhau.
Nên dùng hệ số ma sát nào? Hãy dùng hệ số ma sát động (ma sát trượt). Một số giá trị tham khảo: đường nhựa khô 0,7, đường ướt 0,4, mặt băng 0,1.
Có tính cả thời gian phản xạ không? Không. Công cụ chỉ mô phỏng giai đoạn trượt/phanh, không bao gồm quãng đường người lái di chuyển trong lúc phản xạ trước khi đạp phanh.
