Distância de travagem - Braking distance

A distância de frenagem refere-se à distância que um veículo percorrerá desde o ponto em que seus freios são totalmente acionados até a parada completa. É afetado principalmente pela velocidade original do veículo e pelo coeficiente de atrito entre os pneus e a superfície da estrada , e de forma insignificante pela resistência ao rolamento dos pneus e resistência ao ar do veículo . O tipo de sistema de freio em uso afeta apenas caminhões e veículos de grande massa, que não podem fornecer força suficiente para corresponder à força de atrito estático.

A distância de frenagem é um dos dois componentes principais da distância total de frenagem . O outro componente é a distância de reação, que é o produto da velocidade e do tempo de percepção-reação do motorista / piloto. Um tempo de percepção-reação de 1,5 segundos e um coeficiente de atrito cinético de 0,7 são padrões para o propósito de determinar uma linha de base nua para reconstrução de acidente e notificação judicial ; a maioria das pessoas pode parar um pouco mais cedo em condições ideais.

A distância de frenagem não deve ser confundida com a distância de visão de parada . O último é um alinhamento da estrada padrão visibilidade que fornece os motoristas condução na ou abaixo da velocidade de projecto uma frente distância clara assegurada (ACDA) que excede um factor de segurança distância que seria requerido por um ligeiramente ou condutor quase negligente de paragem sob uma pior caso provável cenário: condições tipicamente escorregadias ( desaceleração 0,35 g ) e um driver de resposta lenta (2,5 segundos). Como a distância de visão de parada excede em muito a distância de parada real na maioria das condições, um motorista capaz que usa toda a distância de visão de parada, o que resulta em ferimentos, pode ser negligente por não parar antes.

Derivação

Equação de energia

A distância teórica de frenagem pode ser encontrada determinando o trabalho necessário para dissipar a energia cinética do veículo .

A energia cinética E é dada pela fórmula:

${\ displaystyle E = {\ frac {1} {2}} mv ^ {2}}$,

onde m é a massa do veículo ev é a velocidade no início da frenagem.

O trabalho W realizado por frenagem é dado por:

${\ displaystyle W = \ mu mgd}$,

onde μ é o coeficiente de atrito entre a superfície da estrada e os pneus, g é a gravidade da Terra e d é a distância percorrida.

A distância de frenagem (que é comumente medida como o comprimento da derrapagem) dada uma velocidade inicial de condução v é então encontrada colocando W = E , a partir do qual segue que

${\ displaystyle d = {\ frac {v ^ {2}} {2 \ mu g}}}$.

A velocidade máxima dada uma distância de frenagem disponível d é dada por:

${\ displaystyle v = {\ sqrt {2 \ mu gd}}}$.

Lei de Newton e equação do movimento

Da segunda lei de Newton :

${\ displaystyle F = ma}$

Para uma superfície nivelada, a força de atrito resultante do coeficiente de atrito é: ${\ displaystyle \ mu}$

${\ displaystyle F_ {frict} = - \ mu mg}$

Equacionar os dois resulta na desaceleração :

${\ displaystyle a = - \ mu g}$

A forma das fórmulas para aceleração constante é: ${\ displaystyle d_ {f} (d_ {i}, v_ {i}, v_ {f})}$

${\ displaystyle d_ {f} = d_ {i} + {\ frac {v_ {f} ^ {2} -v_ {i} ^ {2}} {2a}}}$

Definir e, em seguida, substituir na equação produz a distância de frenagem: ${\ displaystyle d_ {i}, v_ {f} = 0}$ ${\ displaystyle a}$

${\ displaystyle d_ {f} = {\ frac {-v_ {i} ^ {2}} {2a}} = {\ frac {v_ {i} ^ {2}} {2 \ mu g}}}$

Distância total de parada

A distância total de parada é a soma da distância de percepção-reação e a distância de frenagem.

${\ displaystyle D_ {total} = D_ {pr} + D_ {travagem} = vt_ {pr} + {\ frac {v ^ {2}} {2 \ mu g}}}$

Um valor de linha de base comum de é usado em gráficos de distância de parada. Esses valores incorporam a habilidade da grande maioria dos motoristas em condições normais de estrada. No entanto, um motorista atento e alerta pode ter tempos de percepção-reação bem abaixo de 1 segundo, e um carro moderno com freios antiderrapantes computadorizados pode ter um coeficiente de atrito de 0,9 - ou até mesmo exceder 1,0 com pneus pegajosos. ${\ displaystyle t_ {pr} = 1,5s, \ mu = 0,7}$

Os especialistas historicamente usaram um tempo de reação de 0,75 segundos, mas agora incorporam a percepção, resultando em um tempo médio de percepção-reação de: 1 segundo para a população em média; ocasionalmente, uma regra de dois segundos para simular idosos ou neófitos; ou mesmo um tempo de reação de 2,5 segundos - para acomodar especificamente motoristas muito idosos, debilitados, embriagados ou distraídos. O coeficiente de atrito pode ser 0,25 ou inferior no asfalto molhado ou congelado, e os freios antiderrapantes e pneus de desempenho específicos para a estação podem compensar de alguma forma o erro do motorista e as condições. Em contextos legais, valores conservadores sugestivos de maiores distâncias mínimas de parada são freqüentemente usados ​​para ter certeza de exceder o ônus legal da prova pertinente , com o cuidado de não ir tão longe a ponto de tolerar negligências. Assim, o tempo de reação escolhido pode ser relacionado ao percentual da população correspondente à carga; geralmente um tempo de reação de 1 segundo é a preponderância mais provável do que não , 1,5 segundos é claro e convincente e 2,5 segundos está além de qualquer dúvida razoável . O mesmo princípio se aplica aos valores do coeficiente de atrito.

Distância de parada total real

A distância total de parada real pode diferir do valor da linha de base quando as condições da estrada ou do pneu são substancialmente diferentes das condições da linha de base ou quando a função cognitiva do motorista é superior ou deficiente. Para determinar a distância total de parada real, normalmente se obteria empiricamente o coeficiente de atrito entre o material do pneu e o local exato da estrada nas mesmas condições de estrada e temperatura. Eles também medem a percepção da pessoa e os tempos de reação. Um motorista que tem reflexos inatos e, portanto, distâncias de frenagem muito abaixo das margens de segurança fornecidas no projeto da estrada ou esperadas por outros usuários , pode não ser seguro para dirigir. A maioria das estradas antigas não foi projetada com o motorista deficiente em mente e freqüentemente usava um padrão de tempo de reação de 3/4 segundos extinto. Houve mudanças recentes nos padrões das estradas para tornar as estradas modernas mais acessíveis para uma população cada vez mais envelhecida de motoristas.

Para pneus de borracha em carros, o coeficiente de fricção ( μ ) diminui à medida que a massa do carro aumenta. Além disso, μ depende se as rodas estão travadas ou rolando durante a frenagem e mais alguns parâmetros, como temperatura da borracha (aumenta durante a frenagem) e velocidade.

Regras de ouro

Em um país não métrico, a distância de parada em pés dada uma velocidade em MPH pode ser aproximada da seguinte forma:

1. pegue o primeiro dígito da velocidade e eleve ao quadrado. Adicione um zero ao resultado e divida por 2.
2. some o resultado anterior ao dobro da velocidade.

Exemplo: velocidade = 50 MPH. distância de parada = 5 ao quadrado = 25, some zero = 250, divida por 2 = 125, soma 2 * 50 = 225 pés (o valor exato pode ser calculado usando a fórmula fornecida abaixo do diagrama à direita).

Na Alemanha, a regra prática para a distância de parada em uma cidade em boas condições é a regra de 1 segundo, ou seja, a distância percorrida em 1 segundo deve ser no máximo a distância até o veículo da frente. A 50 km / h, isso corresponde a cerca de 15 m. Para velocidades mais altas de até cerca de 100 km / h fora das áreas construídas, aplica-se uma regra de 2 segundos definida de forma semelhante, que para 100 km / h se traduz em cerca de 50 m. Para velocidades da ordem de 100 km / h, há também a regra mais ou menos equivalente de que a distância de parada seja a velocidade dividida por 2 k / h, conhecida como regra de halber tacho ( metade do velocímetro ), por exemplo, para 100 km / h a distância de parada deve ser de cerca de 50 m. Além disso, as autoescolas alemãs ensinam a seus alunos que a distância total de parada é normalmente:

${\ displaystyle (Speed ​​\ div 10) \ times 3+ (Speed ​​\ div 10) ^ {2}}$

No Reino Unido , as distâncias de parada totais típicas (distância de pensamento mais distância de frenagem) usadas no Código da Estrada são citadas na Regra 126 [1] como:

• 20 mph: 40 pés (12 metros)
• 30 mph: 75 pés (23 metros)
• 40 mph: 118 pés (36 metros)
• 50 mph: 175 pés (53 metros)
• 60 mph: 240 pés (73 metros)
• 70 mph: 315 pés (96 metros)

Veja também

• Distância livre garantida à frente
• Freio
• Travagem cadencial
• Marca de derrapagem
• Parando a distância de visão
• Frenagem limiar
• Métricas de veículos
• Reconstrução de acidente veicular

Notas

Referências

Leitura adicional

• B. Finberg (2010). “Notificação judicial do tempo de reação dos condutores e da distância de travagem dos veículos automóveis a circular a velocidades diversas”. American Law Reports - Annotated, 2nd Series . 84 . The Lawyers Co-operative Publishing Company; Bancroft-Whitney; West Group Annotation Company. p. 979.
• E. Campion (2008). “Admissibilidade como prova, em ação de negligência automobilística, de gráficos de distância de frenagem, tempos de reação, etc.”. American Law Reports - Annotated, 3rd Series . 9 . The Lawyers Co-operative Publishing Company; Bancroft-Whitney; West Group Annotation Company. p. 976.
• CC Marvel (2012). "Admissibilidade de evidências experimentais, testes de derrapagem ou semelhantes, relativos à velocidade ou controle de veículo motorizado". American Law Reports - Annotated, 2nd Series . 78 . The Lawyers Co-operative Publishing Company; Bancroft-Whitney; West Group Annotation Company. p. 218.
• Jerre E. Box (2009). "Testemunho de opinião sobre a velocidade do veículo motorizado com base em marcas de derrapagem e outros fatos". American Law Reports - Annotated, 3rd Series . 29 . The Lawyers Co-operative Publishing Company; Bancroft-Whitney; West Group Annotation Company. p. 248.
• Wade R. Habeeb (2008). "Negligência do condutor do veículo motorizado no que diz respeito à forma de aplicação atempada dos travões adequados". American Law Reports - Annotated, 2nd Series . 72 . The Lawyers Co-operative Publishing Company; Bancroft-Whitney; West Group Annotation Company. p. 6

links externos

• Calculadora de distância de parada de carro
• Calculadora de distância de frenagem
• Tabelas de velocidade e distâncias de parada
• Wikilivros: distância à vista
• O código da estrada (em inglês)