Quãng đường dừng xe: tách phản ứng và phanh

Vật lý 10 · Ôn tập kiến thức THPT

Quãng đường dừng là s = v₀τ + v₀²/(2b), với τ là thời gian phản ứng và b là độ lớn gia tốc khi phanh. Hai đoạn này có cơ chế khác nhau: xe vẫn chạy trong lúc người lái chưa tác động phanh, sau đó mới giảm tốc.

Ví dụ

Xe chạy 20 m/s. Thời gian phản ứng 0,8 s; khi phanh, gia tốc bằng −5 m/s². Mô hình bỏ qua biến đổi tốc độ trong giai đoạn phản ứng.

• Phản ứng: s₁ = 20 × 0,8 = 16 m.
• Phanh: từ 0 = 20 − 5t, suy ra t = 4 s. Tốc độ trung bình đoạn này là 10 m/s, nên s₂ = 40 m.
• Tổng: 56 m, thời gian từ nhận tín hiệu đến dừng là 4,8 s.

Kiểm tra độc lập bằng công thức v² − v₀² = 2as cũng cho s₂ = 40 m. Đây là mô hình bài tập, không phải khoảng cách an toàn áp dụng cho mọi xe và mặt đường.

Vì sao chạy nhanh làm quãng dừng tăng mạnh?

Giữ nguyên τ và b, tăng gấp đôi tốc độ làm quãng phản ứng gấp đôi nhưng quãng phanh gấp bốn. Vì vậy không thể nhân đôi cả quãng dừng một cách máy móc.

Lỗi thường gặp là chỉ tính v₀²/(2b), bỏ mất 16 m trước khi phanh. Cũng không được kéo dài phương trình v = v₀ − bt sau thời điểm dừng để kết luận xe tự chạy lùi.

Tự luyện: Với cùng τ và b, xe chạy 10 m/s dừng sau bao xa? Đáp án: 8 + 10 = 18 m; thời gian phanh 2 s.

Đọc tiếp: Gia tốc không đổi · Đồ thị nhiều giai đoạn.