منظور از تابلو سرعت برای حرکت خودروها

فکر کنید صفحه ۱۸ فیزیک دهم رشته های فنی و حرفه ای و کاردانش

همۀ شما در بزرگراه ها با تابلوهایی به شکل رو به رو که محدودۀ سرعت را در آن بزرگراه تعیین نموده اند، آشنا شده اید. به نظر شما منظور از نصب این مج یا سرعت مجاز برای حرکت انواع خودروها است؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

انرژی جنبشی خودرو، با سرعت خودرو به توان ۲ رابطه دارد. یعنی اگر سرعت خودرو دو برابر شود، انرژی جنبشی خودرو چهار برابر می‌شود. بدین معنی که اگر خودرویی با سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، نیازمند ۵۰ متر مسافت برای ایست کامل باشد، همان خودرو، با همان وزن و همان سیستم ترمز، اگر با سرعت ۲۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت کند، به ۲۰۰ متر مسافت برای ترمزگیری نیاز دارد، نه ۱۰۰ متر.

یک مثال عددی دیگر می‌زنیم: هنگامی‌که تنها ۴۴ کیلومتر بر ساعت از سرعت مجاز ۱۰۰، سریع‌تر بروید، مسافت موردنیاز برای ترمزگیری، دو برابر می‌شود. اینجا عدد و رقم‌ها آن‌طور که در ذهنتان تصور می‌کنید تغییر نمی‌کنند. در سرعت‌های بالای ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، حتی ۱۰ درصد (یعنی تنها ۱۰ کیلومتر) افزایش سرعت، می‌تواند تغییرات زیادی در عملکرد خودرو ایجاد کند. خصوصاً خودروهای استاندارد شهری که برای حرکت پیوسته در سرعت‌های ۸۰ الی ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت طراحی شده‌اند.

خوب است بیشتر بدانیم : 

تصادفات با چه سرعتی رخ می‌دهند؟

فرض بر این است که راننده اگر با سرعت مجاز حرکت کند، تا قبل از برخورد به مانع ساکنی که پیش رویش قرار گرفته، بتواند با ترمزگیری سرعت خود را به ۶۰ کیلومتر بر ساعت برساند، و خودروسازان در تست‌های ایمنی، تضمین می‌کنند که در تصادفاتی با سرعت ۶۰ کیلومتر بر ساعت، سرنشینان آسیب نمی‌بینند. پس حواستان باشد حتی امن‌ترین خودروهای شهری و جاده‌ای، در تصادفات در بالای ۶۰ کیلومتر بر ساعت، تضمینی برای زنده ماندن سرنشینان نمی‌دهند.

حال فرض کنید یک راننده به‌جای حرکت با سرعت مجاز ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، با سرعت ۱۴۰ حرکت کند. این راننده در شرایط برابر، پس از مشاهده مانع تنها می‌تواند سرعت خود را تا ۱۱۰ کیلومتر بر ساعت کاهش دهد. یعنی چیزی تقریباً دو برابر سرعت استاندارد تصادف و طبق قانون انرژی جنبشی، شدت این تصادف تقریباً چهار برابر تصادف استاندارد خواهد بود. به نظر شما آیا او سالم می‌ماند؟ بعید می‌دانیم…

خودروهای امروزی، تا سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، واقعاً امن هستند. ولی چرا سرعت مجاز در بسیاری از بزرگراه‌ها ۸۰ است؟ پاسخ به دلیل اقتصادی است. هنگامی‌که خودرو با سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، بدون شتاب حرکت می‌کند، شما باز هم دارید گاز می‌دهید. یعنی انرژی مصرف می‌کنید. این انرژی صرف چه چیزی می‌شود؟ این انرژی توسط مقاومت هوا در برابر حرکت خودرو تلف می‌شود. در سرعت‌های بالای ۶۰ کیلومتر بر ساعت، اگر با سرعت ثابت حرکت کنید، تقریباً هرچه سوخت مصرف می‌کنید، صرف همین مقاومت هوا می‌شود.

مقاومت هوا نیز مانند انرژی جنبشی، با سرعت به توان ۲ رابطه دارد. یعنی اگر سرعت‌تان ۲ برابر شود، چهار برابر انرژی تلف می‌کنید. سرعت ۸۰ کیلومتر بر ساعت، سرعتی است که عموم خودروها (نه همه آن‌ها) در حداکثر بازدهی از نظر سوخت، و حداقل اتلاف انرژی از نظر مقاومت هوا قرار دارند، و ازاین‌روست که در بسیاری از جاده‌ها، چه در ایران و چه خارج از ایران، سرعت مجاز ۸۰ کیلومتر بر ساعت است، نه ۱۰۰٫

منظور از تابلو سرعت برای حرکت خودروها