Законы физики и ПДД

Законы физики и ПДД.
«Солнце не всходит два раза в день, а жизнь не дается дважды…»
А.П. Чехов
.
Цели урока:- опираясь на знание физических законов, выработать осознанную
необходимость соблюдения правил дорожного движения;
- воспитывать законопослушность, ответственность за свою жизнь и
жизни людей, живущих рядом;
- научить учащихся использовать полученные знания в
повседневной жизни
Ребята! Я прошу вас в течении урока подумать и ответить на вопрос: Почему для
урока я выбрала именно этот эпиграф?
Механика является той областью физики, с которой мы чаще, чем с
другими, встречаемся в жизни.
Каждый из нас является участником дорожного движения, регулярно
пользуется транспортом. Законы движения надо знать и помнить и тем, кто
управляет транспортными средствами и пешеходам, пересекающим оживленную
улицу, - ведь для остановки движущихся тел нужны время и пространство.
Сегодня объектом нашего исследования будет Проспект Мира.
Это одна из основных магистралей, которая обслуживает северный сектор
города и является одной из самых протяженных улиц Москвы. Длина данного
дорожного коридора составляет без малого 9 км. На Проспекте Мира постоянно
наблюдается большой поток транспорта и интенсивный поток пешеходов. Бывают
аварии. Часто приходится слышать определение «не справился с управлением».
Это означает, что человек, управляющий автомобилем, полностью или частично
потерял над ним контроль, то есть превысил допустимые пределы безопасного
движения в определенных дорожных условиях. Можно и так сказать: он плохо
знает законы физики. Это в равной степени относится как к водителям, так и к
1
пешеходам. Сегодня мы затронем наиболее часто случающие аварийные
ситуации на дорогах.
1.
Проспект Мира. 7 сентября 14:00. Пострадавших нет. Столкнулись "Форд
Мондео" и "Фольксваген Транспортёр". Оба автомобиля двигались по проспекту
Мира в направлении Крестовского путепровода. В районе дома №77 двигавшийся
во втором ряду "Фольксваген", сбросил скорость. Водитель следовавшего за ним
"Форда" не успел вовремя среагировать - машины столкнулись. В результате
ДТП серьёзные механические повреждения получил "Форд Мондео". По
предварительным данным, ДТП произошло из-за невнимательности и
несоблюдения дистанции водителем "Форда Мондео".
Несоблюдение дистанции - главная причина аварий. Если впереди идущее
транспортное средство резко останавливается, то у вас нет времени, чтобы
затормозить и остановиться благополучно (при несоблюдении дистанции).
Столкновение неизбежно. Вы будете ответственными за аварию.
Есть два понятия: 1) тормозной путь и 2) остановочный путь.
Можете ли вы мне сказать, чем отличаются эти понятия?
Тормозной путь – это расстояние, которое проходит автомобиль с момента
нажатия на педаль тормоза до полной остановки.
Остановочный путь - это длина участка, который пройдет автомобиль с
момента обнаружения водителем препятствия до полной остановки.
Время реакции водителя - психологическое качество водителя принимать
решение и реагировать на изменение дорожно-транспортной ситуации.
Другими словами, водитель, увидев какое-либо препятствие, должен
1. осознать опасность,
2. принять решение об остановке или замедлении скорости,
3. перенести ногу с педали газа на педаль тормоза и нажать ее.
На это уходит от 0,3 до 1,7 с! Первое число – это показатель спортсменов,
второе – неопытного водителя, в некоторых ситуациях оно может быть еще
больше – например, водитель испугался, запутался в педалях и т. д.
Даже у одного человека время реакции может изменяться. Пагубное
действие оказывает алкоголь: небольшие его дозы увеличивают время реакции
в 2-4 раза. Как подтверждают многочисленные исследования, в случае появления
неожиданного препятствия время реакции увеличивается более чем в 2 раза.
2
Итак! Задача №1. Расстояние между водителями 5 м. Они едут с соблюдением
скоростного режима. По городу это 60 км/ч. Автомобиль "Фольксваген" резко
затормозил. Успеет ли «Форд» остановиться? Время реакции водителя 1 с.
54 км/ч = 15 м/с т.е. за время реакции водителя автомобиль проедет путь 15 м.
«Форд» остановиться не успеет и произойдет столкновение.
Посмотрим на таблицу зависимости тормозного пути от скорости движения.
Зависимость тормозного пути от скорости движения автомобиля
Скорость
Путь,
перед
пройденный
Тормозной путь в зависимости от
Остановочный путь автомобиля
началом
автомобилем за
состояния дороги и замедления, м
при различном состоянии
торможения,
время реакции
км/ч
водителя за 1 с,
м
дороги, м
сухая
мокрая
обледеневшая
6 м/сек кв.
4 м/сек кв,
2 м/сек кв.
сухая
мокрая
обледеневшая
30
8,0
6,0
9,0
17,0
14,0
17,0
25,0
40
11,0
11,0
15,0
31,0
22,0
26,0
42,0
50
14,0
16,0
24,0
48,0
30,0
38,0
62,0
60
17,0
23,0
35,0
69,0
40,0
52,0
86,0
70
19,0
31,0
47,0
94,0
50,0
66,0
113
80
22,0
41,0
62,0
123,0
63,0
84,0
145,0
90
25,0
52,0
78,0
156,0
77,0
103,0
181,0
100
28,0
64,0
96,0
192,0
92,0
124,0
220,0
От чего зависит тормозной путь?
1. от времени срабатывания тормозной системы (0,5 – 1,5 с)
2. от начальной скорости движения
3. от максимального замедления, которое может развивать автомобиль (а
это зависит от состояния шин, качества дороги и.т.д.)
Мнения насчет того, каким должно быть расстояние между движущимися
автомобилями, разделились. Одни специалисты утверждают, что дистанция
должна быть равна половине численного значения скорости, с которой они
двигаются (скажем, при скорости 60 км/ч дистанция безопасности должна
составлять 30 м), другие же считают, что дистанция должна быть равна скорости
транспортного средства. Например, при движении автомобиля со скоростью 50
км/ч дистанция должна быть 50 м, при скорости 70 км/ч — 70 м и т. д.
В п.13.1 ПДД записано, что водитель в зависимости от скорости
движения, дорожной обстановки, особенностей перевозного груза и
состояния транспортного средства должен соблюдать безопасную
дистанцию.
3
2. Видео ролик №2.
На Крестовском путепроводе произошла авария. Ночью «Тайота», проезжавшая
по эстакаде на большой скорости в сторону центра по неизвестным причинам
потеряла управление и врезалась в бордюрный камень. От сильного удара
машина перевернулась и влетела в припаркованный у обочины «Форд».
Не все представляют последствия столкновения автомобиля, движущегося
на большой скорости с неподвижным препятствием. Для наглядности сравним
наезд на неподвижное препятствие с падением с определенной высоты. Это
можно сделать, использовав законы сохранения (mgh = mV2/2, потенциальная
энергия в конце падения полностью переходит в кинетическую), и с помощью
законов кинематики.
Задача №2. Известна скорость в момент удара о землю. Нам необходимо
определить с какой высоты должно упасть тело, чтобы приобрести такую
скорость.
Дано:
Си
V=36км\ч 10м\с
H = gt2\2
_________
v = gt => t = v\ g H=v2\2g
H-?
H = 100 м2\c2\2 10 м\c2 = 5м
Аналогично посчитаем высоту и для скорости 54 км\ч, 90 км\ч и 126 км\ч.
Резкий удар о препятствие на скорости 36 км/ч эквивалентен падению с
высоты 5 метров,
на скорости 54 км/ч (15 м/с) – 11 метров
90 км/ч (25 м/с) - 31 метр,
126 км/ч (30 м/с) - 61 метр.
11 метров - это высота 3-4 этажа. То есть резкий удар на скорости 54 км/ч
эквивалентен падению с 4 этажа. Неприятно, но есть очень хороший шанс
выжить, особенно если принять во внимание подушки безопасности и т.д...
31 метров - это уже больше высоты девятиэтажки. Думаю, не надо объяснять, что
шансы выжить при таком столкновении очень малы... Тут даже подушки
безопасности вряд ли помогут ( вы бы прыгнули с крыши девятиэтажки,
подложив под себя две надувные подушки?). Не говоря уже про падение с 60метровой высоты (тут, как говорится, без шансов).
Цена вопроса - жизнь...
4
Задача №3. На участке дороги, где установлен дорожный знак
«ограничение скорости 30км/ч» (см.рис.), водитель применил аварийное
торможение. Инспектор ГАИ обнаружил по следу колес, что тормозной путь
равен 12 м. Нарушил ли водитель правила движения, если коэффициент трения
(резина по сухому асфальту) равен 0,6?
Дано:
СИ
S1=12м
µ=0,6
v0=30км/ч 8,3м/с
V=0
----------S2 - ?
y
x
v
N
a
Fтр
mg
F=ma
Fтр + N + mg = ma
Ox: - Fтр = - ma
Oy: N - mg = 0 => N=mg
Fтр= µN ; Fтр=µmg
µm g= ma=> a= µg
v0=at => t= v0/a
S= v0 t - at2/2 S= v02/2a S = v02/2 µg
S= 8,32м2/с2 / 2 0,6 10м/с2= 5,74 м или 6 м
Тормозной путь автомобиля, едущего со скоростью 30 км/ч должен быть
примерно 6 м. Водитель нарушил правила движения.
А можете ли вы используя данные этой задачи, определить с какой
скоростью ехал водитель?
v0 - ? v0 = √ 2S µg
v0 = √2 12м 0,6 10 м/с2 =12 м/с = 43,2 км/ч
5
Около половины всех аварий в Москве происходят с участием пешеходов.
Такие аварии составляют почти половину всех ДТП в городе - 48,1 процента. Всего с
начала года в Москве зафиксировано 3490 аварий сообщает агентство "Интерфакс" со
ссылкой на УГИБДД Москвы.
Наиболее распространенные нарушения:
1) Переход перед близко идущем транспортом;
2) Внезапный выход на проезжую часть из-за стоящего транспорта;
3) Переход дороги вне пешеходного перехода;
4) Нарушение правил езды на велосипеде;
5) Игра на дороге.
переход дороги
вне
пешеходного
перехода
21%
другие
нарушения
8%
переход перед
близко идущем
транспортом
49%
выход из-за
транспорта22%
4. Успеет ли водитель начать торможение, если на расстоянии 4 метров от
него на дорогу неожиданно выбежал пешеход? Скорость машины 36 км/ч, время
реакции водителя 1 секунда. (Нет, т.к. скорость машины 10 м/с).
У вас в справочных материалах есть правила для пешеходов. Прочтите их,
пожалуйста, и скажите, всегда ли вы соблюдаете эти правила?
6
Правила для пешеходов:
- Пешеходы должны двигаться по тротуарам или пешеходным дорожкам, а при их
отсутствии - по обочинам.
- При движении по краю проезжей части или обочине пешеходы должны идти
навстречу движению транспортных средств.
- Группы детей разрешается водить только по тротуарам и пешеходным дорожкам, а
при их отсутствии - и по обочинам, но лишь в светлое время суток и только в
сопровождении взрослых.
- Пешеходы должны пересекать проезжую часть по пешеходным переходам, в том
числе по подземным и надземным.
- При отсутствии в зоне видимости перехода или перекрестка разрешается
переходить дорогу под прямым углом к краю проезжей части на участках без
разделительной полосы и ограждений там, где она хорошо просматривается в обе
стороны.
- В местах, где движение регулируется, пешеходы должны руководствоваться
сигналами регулировщика или пешеходного светофора, а при его отсутствии транспортного светофора.
- На нерегулируемых пешеходных переходах пешеходы могут выходить на
проезжую часть после того, как оценят расстояние до приближающихся
транспортных средств, их скорость и убедятся, что переход будет для них безопасен.
Прочитайте текст и ответьте на вопросы.
Самым распространенным средством пассивной безопасности
современного автомобиля являются ремни безопасности. Ремни безопасности
предназначены для предотвращения перемещения и удержания человека на месте
в автомобиле при аварии. Принцип действия ремней безопасности основан на
блокировании. При столкновении автомобиля с препятствием тело человека по
инерции продолжает двигаться вперед. В этот момент ремень безопасности
блокируется, фиксируя человека в сидении.
Исследования показали, что ремни, используемые должным образом,
снижают риск смертельных травм водителя и пассажиров на переднем месте
легковых автомобилей на 45% процентов.
Ремни безопасности должны использоваться всегда - даже во время езды на
транспортных средствах, оборудованных подушками безопасности. Подушки
безопасности автомобиля (airbag) предназначены для смягчения удара
пассажиров в случае автомобильной аварии (столкновения, наезда на
препятствие, жесткого приземления после прыжка, падения). Подушка
безопасности представляет собой эластичную оболочку, наполняемую газом.
Активация подушек безопасности происходит при ударе. В зависимости от
направления удара активируются только определённые подушки безопасности.
1. Какие средства пассивной безопасности современного автомобиля вы
знаете?
7
2. Каков принцип действия ремней безопасности?
3. Для чего предназначены подушки безопасности?
4. С какого возраста ребенок может ездить на переднем сидении автомобиля?
Подведем итог. Каковы возможные причины аварий? Как вы думаете,
учитывались ли законы физики при составлении правил ПДД?
Физика- это не просто сухие законы и четкие формулы. Физика помогает
нам ориентироваться в окружающем мире, физика должна сделать нашу жизнь
безопасной.
А теперь самое время вернуться к тому вопросу, который я задала в начале
урока, почему эпиграфом к нашему уроку я взяла слова А.П.Чехова?
В жизни много опасностей и одна из них - дорога, чтобы уберечь свою
жизнь мы должны знать правила дорожного движения и выполнять их, ведь
жизнь - самое ценное, что есть у человека.
Спасибо за урок.
8