Тормозной путь автомобиля vs мотоцикла.

[wrest]

Barabas в сообщении #1165719 писал(а):

Т.е., в зависимости от условий торможения, мотоциклист по разному дозирует усилия на рычаги переднего и заднего тормозов, может включать их в разной последовательности, или использовать исключительно один из них. Правильная техника торможения на мотоцикле - достичь такого усилия торможения обоими тормозами, когда переднее колесо будет максимально нагружено, но при этом заднее колесо не уйдет в отрыв от поверхности (т.е. также будет участвовать в торможении). Уффф... Возможно, эта информация будет полезной.

Понятно.
В практических случаях торможения автомобиль вперед НЕ переворачивается, а значит, максимальное замедление автомобиля этим не ограничено и следовательно может быть больше, чем мотоцикла при прочих равных (при равном сцеплении с дорогой), поэтому тормозной путь автомобиля будет короче.

Barabas в сообщении #1165719 писал(а):

У мотоцикла и автомобиля гражданские покрышки различаются:

Они различаются и у разных автомобилей, от колес зависит очень много, если не всё.

На мой взгляд, в сравнении с теми мотоциклами, которые могут перевернуться вперёд при слишком резком торможении, автомобиль будет тормозить короче, а в сравнении с теми которые не могут (т.е. проскальзывание переднего колеса начинается раньше чем отрыв заднего) -- примерно одинаково.

[wide]

Тут есть такой момент.
Допустим, что заднее колесо мотоцикла оторвалось и для упрощения примем, что мотоцикл едет вертикально на переднем колесе. Как заметили ранее, тормозной путь от количества колес не зависит, но за счет какой энергии был осуществлен подъем мотоцикла? Ведь у него увеличилась потенциальная энергия, откуда она появилась?

[wrest]

wide в сообщении #1165755 писал(а):

Как заметили ранее, тормозной путь от количества колес не зависит, но за счет какой энергии был осуществлен подъем мотоцикла? Ведь у него увеличилась потенциальная энергия, откуда она появилась?

Конечно, эта потенциальная энергия перешла из кинетической. Я думаю, что этот подъем можно не учитывать.
Например, центр тяжести мотоцикла поднялся на один метр, мотоцикл с мотоциклистом имеют массу 400 килограмм, энергии на подъем центра тяжести ушло 4000 джоулей.
Допустим, мотоцикл тормозит со скорости 20 метров в секунду (72 километра в час), тогда его кинетическая энергия перед торможением будет 80 000 джоулей, так что подъем центра тяжести на один метр это 5 процентов от кинетической энергии, которую надо погасить.
Но отсюда, конечно, следует, что для кинетических энергий мотоцикла до 4000 джоулей, при таком торможении (мгновенная остановка переднего колеса и поднятие центр тяжести на один метр высоты) тормозной путь равен нулю, то есть для нашего мотоцикла, это скорости от нуля до 4,5 метров в секунду, т.е. до 16 километров в час.

[Barabas]

wide в сообщении #1165755 писал(а):

Тут есть такой момент.
Допустим, что заднее колесо мотоцикла оторвалось и для упрощения примем, что мотоцикл едет вертикально на переднем колесе. Как заметили ранее, тормозной путь от количества колес не зависит, но за счет какой энергии был осуществлен подъем мотоцикла? Ведь у него увеличилась потенциальная энергия, откуда она появилась?

Отрыв заднего колеса во время торможение называется стоппи (stoppie). Управляемый - в трюках, не управляемый - в жизни.))
http://www.youtube.com/watch?v=N-Zv5v5zrX0
Высокий центр тяжести комплекса "мотоцикл+пилот", инерция, перенос центра тяжести вперед... Что там еще работает на опрокидывание вперед?
Я не хочу сказать, что экстренное торможение на мотоцикле всегда переходит в стоппи. Современные мотоциклы с АБС и трекшн-контролем этого не позволят, на мотоциклах с длинной колесной базой и большим выносом передней вилки (например, так называемые чопперы) также не позволят этого сделать, да и правильная техника торможения также не позволит уйти в стоппи во время экстренного торможения.
Но (!). Среди мотоциклистов существует четкое и однозначное мнение, что прогрессирующее экстренное торможение с переходом в стоппи - самый эффективный вариант экстренного торможения. Но опасный, т.к. у нетреннированного мотоциклиста стоппи закончится 100%-м падением. Поэтому, все техники эффективного экстренного торможения на мотоцикле сводятся к достижению следующего эффекта: прогрессивное торможение передним тормозом с целью максимальной загрузки весом переднего колеса, с недопущением перехода мотоцикла в стоппи для обеспечения торможения заднего колеса.
Как-то так...

[Barabas]

wrest в сообщении #1165693 писал(а):

Поскольку вес пропорционален массе, то в итоге масса сокращается и оказывается, что ускорение торможения, а следовательно и тормозной путь, от массы и количества колес не зависит, и получается такая формула:
$s=\dfrac{v_0^2}{2kg}$ где $k$ - безразмерный коэффициент трения (скольжения если ТС идет "юзом" или сцепления с дорогой если работает АБС), $g$ -- коэффициент пропорциональности между массой и весом.

Поэтому, при одинаковых колесах и одинаковых тормозных системах (то есть и там и там есть\нет АБС), в первом приближении и тормозной путь одинаковый.

Однако, в зависимости от реальных условий, эффективность тормозной системы может различаться, т.е. одно ТС станет тормозить более эффективно, приближаясь к максимально возможной силе торможения, а другое нет, так что в реальности тормозной путь будет различаться у различных ТС.

Мой знакомый, который является идеологом мнения, что тормозной путь мотоцикла короче автомобильного, аргументирует законом Амонтона — Кулона.
Из которого его вывод:
ускорение торможения у мотоцикла выше, т.к. коэффициент взаимного перекрытия поверхностей трения у "мотопокрышка-дорожное покрытие" выше, чем у "автопокрышка-дорожное покрытие", в связи с более высокой "мягкостью" моторезины и, соответственно, более выраженным эффектом "взаимного проникновения" поверхностей ака "контакт зубцов шестеренок".

Из вашей демонстрации расчета - можно предположить аналогичный вывод.
Что об этом думаете?

[wrest]

Barabas в сообщении #1166803 писал(а):

Из которого его вывод:
ускорение торможения у мотоцикла выше, т.к. коэффициент взаимного перекрытия поверхностей трения у "мотопокрышка-дорожное покрытие" выше, чем у "автопокрышка-дорожное покрытие", в связи с более высокой "мягкостью" моторезины и, соответственно, более выраженным эффектом "взаимного проникновения" поверхностей ака "контакт зубцов шестеренок".

Это по-иному формулируется прощу: "Все зависит от колес".
Конечно, если мотоциклетные колеса имеют более высокий коэффициент сцепления чем автомобильные, то мотоцикл затормозит быстрее. С одним условием: мотоцикл при этом точно не переворачивается через переднее колесо.

Barabas в сообщении #1166803 писал(а):

Из вашей демонстрации расчета - можно предположить аналогичный вывод.
Что об этом думаете?

Объяснение "мягкая резина лучше проникает в асфальт" прокомменитровать не могу, но вполне вероятно, что именно поэтому на формуле 1 покрышки из мягкой резины.

В экстремальных ситуациях, например Слон vs Кит лучший болид Формулы 1 против лучшего мотоцикла на шоссейно-кольцевых гонках, в торможении победит автомобиль (а также и в максимальной скорости прохождения поворотов).
Формула 1 (вычитано в Интернете например тут http://f1anatomy.blogspot.ru/2010/10/1_18.html ) может тормозить с ускорением до $5g$ или даже больше, что мотоциклу, на мой взгляд, совершенно недоступно.

В техническом регламенте "О безопасности колесных транспортных средств" приводятся нормативные тормозные пути для автомобилей и мотоциклов (см. http://docs.cntd.ru/document/902320557) , и для мотоциклов они немного бОльше -- тормозной путь для легковых автомобилей установлен не более 16.6 метров, а для мотоциклов не более 25 метров при торможении со скорости 40 км/ч до нуля. Что как бы намекает, что, возможно, в целом у мотоциклов с торможением похуже дела обстоят, чем в целом у автомобилей.

[DimaM]

wrest в сообщении #1166857 писал(а):

Формула 1 (вычитано в Интернете например тут http://f1anatomy.blogspot.ru/2010/10/1_18.html ) может тормозить с ускорением до $5g$ или даже больше

В интернете написано про $2g$ ("с 320 км/ч до 80 км/ч за три секунды"). И сдается мне, что с 80 км/ч до нуля оно будет тормозить куда менее эффективно.

[wrest]

DimaM в сообщении #1166862 писал(а):

про $2g$ ("с 320 км/ч до 80 км/ч за три секунды"

Да, там так, а в любимой всеми Википедии ( https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0 ... BB%D0%B0-1 ) -- до $5g$ а где-то, что и до $7g$ ( http://www.autonews.ru/autobusiness/news/1836557/ )
Я думаю, $5g$ вполне реальная величина.

[Батороев]

Barabas в сообщении #1165668 писал(а):

Вы про инерцию?

А что является мерой инертности тела?

[wrest]

wrest в сообщении #1166866 писал(а):

И сдается мне, что с 80 км/ч до нуля оно будет тормозить куда менее эффективно.

Конечно, т.к. вес упадет, поскольку упадет прижимная сила от антикрыла.

В расчетах выше, я писал что до скорости 16 километров в час (плюс-минус зависимость от конструкции -- расположение центра тяжести, насколько он может подняться и т.п., скорее всего конечно минус) мотоцикл может иметь нулевой тормозной путь.

[DimaM]

wrest в сообщении #1166866 писал(а):

Я думаю, $5g$ вполне реальная величина.

Это примерно как на скорости 40 км/ч в столб (тормозной путь - метр).

[wrest]

DimaM в сообщении #1166870 писал(а):

Это примерно как на скорости 40 км/ч в столб (тормозной путь - метр).

У меня был личный опыт перегрузок до $6g$ (я смотрел на "g-метр", последнее что помню как раз в районе $5.5g$, потом я отключился на несколько секунд), но, правда, практически вертикальных (т.е. в направлении голова-попа). До $5g$ нетренированному мне было конечно очень некомфортно (крутить руль я бы точно не смог), но ничего не повредилось. Ну а пилоты F1 -- они ребята тренированные, как-то справляются...

[Barabas]

wrest в сообщении #1166857 писал(а):

Объяснение "мягкая резина лучше проникает в асфальт" прокомменитровать не могу, но вполне вероятно, что именно поэтому на формуле 1 покрышки из мягкой резины.

В экстремальных ситуациях, например Слон vs Кит лучший болид Формулы 1 против лучшего мотоцикла на шоссейно-кольцевых гонках, в торможении победит автомобиль (а также и в максимальной скорости прохождения поворотов).
Формула 1 (вычитано в Интернете например тут http://f1anatomy.blogspot.ru/2010/10/1_18.html ) может тормозить с ускорением до $5g$ или даже больше, что мотоциклу, на мой взгляд, совершенно недоступно.

Действительно: моторезина значительно мягче авторезины. Например, когда я сел на мотоцикл, то для меня стало открытием, что новое мотоколесо при гражданской городской эксплуатации "лысеет" за 7-10 тыс км. Автоколесо значительно живучее, как вы знаете. Более высокую мягкость моторезины можно ощутить просто ее потрогав.

wrest в сообщении #1166857 писал(а):

В техническом регламенте "О безопасности колесных транспортных средств" приводятся нормативные тормозные пути для автомобилей и мотоциклов (см. http://docs.cntd.ru/document/902320557) , и для мотоциклов они немного бОльше -- тормозной путь для легковых автомобилей установлен не более 16.6 метров, а для мотоциклов не более 25 метров при торможении со скорости 40 км/ч до нуля. Что как бы намекает, что, возможно, в целом у мотоциклов с торможением похуже дела обстоят, чем в целом у автомобилей.

Как и по многим другим показателям, российский техрегамент многократно перекрывается возможностями ТС даже 20-ти летней давности.) Например, остановочный путь мотоцикла (без АБС) со скорости 40 км/ч составляет 6-8-мах 10 метров. Это - остановочный (не тормозной), и без АБС. Мой чоппер 1996 года рождения (без АБС) останавливается с 40 км/ч за 6 метров. Лично проверял. Машина также многократно перекроет требования тех регламента.

Батороев в сообщении #1166867 писал(а):

А что является мерой инертности тела?

Масса.

[Батороев]

Barabas в сообщении #1166877 писал(а):

Масса.

Поэтому больший тормозной путь будет у транспортного средства, обладающего большей массой. Теоретизированный расчет показывает то, что этот путь не зависит от массы, но этот расчет производится на основе формулы расчета силы трения $F_{\text{тр.}}=k\cdot N$, являющейся приближением, что ведет к существенным расхождениям с действительностью, особенно, при большом отношении масс. Например, тяжелые сани, спустившиеся с горы, проедут дальше, чем легкие; у поезда тормозной путь больше, чем у вагонетки, имевшей ту же скорость, и т.п.

[Barabas]

Батороев в сообщении #1166902 писал(а):

Теоретизированный расчет показывает то, что этот путь не зависит от массы, но этот расчет производится на основе формулы расчета силы трения $F_{\text{тр.}}=k\cdot N$, являющейся приближением, что ведет к существенным расхождениям с действительностью, особенно, при большом отношении масс.

Спасибо! По крайней мере 1 человек из этой темы продемонстрировал расчет, говорящий обратное. Можете пояснить более развернуто? Например, масса мотоцикла - 300 кг, масса машины - 1500 кг.