Die Gesetze der Physik und wie sie das Fahren beeinflussen

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Durch die erhöhte Geschwindigkeit werden die Gesetze der Physik für den Fahrer immer wichtiger. Obwohl diese Gesetze nicht von einem Polizisten durchgesetzt oder von einer gesetzgebenden Körperschaft verfasst wurden, sind sie für alle Fahrer absolut bindend, und niemand kann ihre Wirkung lockern. Die Gesetze der Physik kontrollieren jedes Objekt, das sich bewegt. Die besonderen Gesetze, die für das Fahren gelten, decken Bereiche wie Reibung, Fliehkraft und Trägheit, Aufprall und Schwerkraft ab. Sie sollten immer daran denken, dass diese Gesetze sowohl für das Fahren in der Stadt als auch für das Fahren auf der Autobahn gelten, da ihre Bedeutung proportional mit der Geschwindigkeit zunimmt, mit der Sie fahren. Dieser Artikel über das Fahren auf Autobahnen scheint jedoch der beste Ort zu sein, um ihre Bedeutung zu erörtern.

Das richtige Sehen erfordert ausreichend Licht und Zeit, damit sich ein Bild auf die Netzhaut des Auges auswirkt, an das Gehirn weitergeleitet wird und dadurch eine Reaktion des Fahrers auslöst. Dies bedeutet, dass Verkehrszeichen, Signale und Fahrbahnmarkierungen bei höheren Geschwindigkeiten immer wichtiger werden. Diese warnen den Fahrer vor möglichen Kurven, Hügeln, Kreuzungen oder Bahnübergängen sowie vor beabsichtigten Manövern anderer Fahrer. Ein Fahrer muss lernen, alle Zeichen und Signale sofort zu erkennen, denn bei höheren Geschwindigkeiten wird die Zeit für Erkennung und Reaktion immer kürzer. Um die Erkennung zu erleichtern, sind Zeichen und Signale in den Vereinigten Staaten nach Form und Farbe standardisiert und können das nachts sichtbare Licht reflektieren. Denken Sie daran, dass es einige Zeit dauert, ein Zeichen, ein Signal oder einen Zustand zu beobachten und dann darauf zu reagieren. Die Reaktionszeit für einen bestimmten Fahrer ist ziemlich konstant, aber die in dieser Zeit zurückgelegte Strecke hängt direkt mit der Geschwindigkeit zusammen. Daher werden Bremswege und Abstände, die für Ausweichmanöver erforderlich sind, mit zunehmender Geschwindigkeit größer.

Reibung

Reibung ist die Kraft, die der Bewegung einer Oberfläche über eine andere entgegenwirkt, und ist das Mittel, mit dem sich ein Fahrzeug in einer geraden Linie bewegen oder drehen oder anhalten kann. Diese Kraft wird vollständig durch vier kleine Reibungsbereiche, auch Reifen genannt, ausgeübt. Wenn wir davon ausgehen, dass die durchschnittliche Reaktionszeit 0,75 Sekunden beträgt, sagt uns der gesunde Menschenverstand, dass die Geschwindigkeit zum Anhalten umso größer ist, je schneller das Auto fährt. Der Unterschied im Bremsweg von 40 Meilen pro Stunde bis 70 Meilen pro Stunde ist ungefähr 3,5-mal größer. Dies bedeutet, dass Sie, wenn Sie innerhalb von 100 Fuß bei 40 Meilen pro Stunde anhalten können, 350 Fuß Spielraum benötigen, um mit 70 Meilen pro Stunde nicht mehr zu reisen.

Diese Bedingungen treten jedoch nur teilweise auf: Sollte die Reibungskraft durch Eis, Schnee, Regen, Öl, Schlamm, losen Kies, eine raue Oberfläche oder schlechte Reifen verringert werden, erhöhen sich die Bremswege drastisch und Ausweichmanöver viel schwieriger oder sogar unmöglich werden. Da der Bremsweg schneller als die Geschwindigkeit zunimmt, ist es wichtig, mit zunehmender Geschwindigkeit einen größeren Abstand zwischen Ihrem Auto und dem vorausfahrenden Auto zuzulassen.

Trägheit und Zentrifugalkraft

Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt die Reibungskraft oder Traktion zwischen den vier kleinen Bereichen des Reifens und der Straßenoberfläche verloren geht, geht auch die Kontrolle verloren, und eine oder beide der folgenden physikalischen Kräfte können die Situation bestimmen: Trägheit, Tendenz von einen sich bewegenden Körper, der sich in einer geraden Linie weiterbewegt, es sei denn, eine äußere Kraft wirkt, um seine Bewegungsrichtung zu ändern; und Zentrifugalkraft, die Tendenz eines sich bewegenden Körpers, der sich um ein Zentrum dreht, von diesem Zentrum wegzufliegen. Die Zentrifugalkraft kann demonstriert werden, indem ein Gewicht auf das Ende einer Saite gelegt und in einer kreisenden Bewegung geschwenkt wird. Wenn die Saite losgelassen wird oder reißt, verlässt das Gewicht die Kreisbahn und setzt sich in einer geraden Linie fort.

Offensichtlich kann ein ähnlicher Effekt bei einem drehenden Fahrzeug auftreten. Ein Auto, das um eine Kurve fährt, muss die Fliehkraft überwinden, um die Kurve zu fahren. Wenn die Fliehkraft größer ist als die Reibung zwischen den Reifen und der Straße, kann das Auto nicht drehen, sondern rutscht von der Autobahn ab. Der entscheidende Punkt ist, dass die Reibung mit der Geschwindigkeit zunimmt, die Zentrifugalkraft jedoch noch schneller zunimmt. Je schneller Sie sind oder je schärfer die Kurve ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie sich nicht sicher fortbewegen können. Wenn Sie sich an dieses Prinzip erinnern, werden Sie feststellen, dass Sie vor dem Einfahren in eine Kurve langsamer fahren müssen, insbesondere wenn die Straße leicht rutschig ist

Nach dem Einfahren in eine Kurve sollten niemals Bremsen betätigt werden, da dies dazu neigt, die Reibung zwischen den Rädern und der Straße zu verringern. Denken Sie daran, Reibung ermöglicht es Ihnen, Ihr Auto zu bewegen, zu steuern und anzuhalten. Wenn Sie bedenken, dass für jeden Reifen der Bereich, der die Straßenoberfläche berührt, ungefähr der Größe Ihrer Hand entspricht, ist es verständlich, dass viele Faktoren zu Reibungsverlust und daraus resultierendem Kontrollverlust führen können. Je höher die Geschwindigkeit, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht – und desto größer die Konsequenzen. Die Geschwindigkeit muss immer an die Straßenverhältnisse angepasst werden.

Neben der Geschwindigkeit des Autos ist der Winkel, in dem die Straße durch die Kurve geneigt ist, ein weiterer Faktor, der bestimmt, ob Sie sicher abbiegen können oder nicht. Am einfachsten ist eine Kurve (ähnlich einer Rennstrecke). die zweite eine flache Straßenoberfläche; und die dritte eine gekrönte Oberfläche. Die flache Straßenoberfläche ist bei hoher Geschwindigkeit gefährlich, und im Vergleich dazu kann die gekrönte Oberfläche in einer Kurve nur bei niedrigen Geschwindigkeiten befahren werden, da das Auto gegen die Kurvenrichtung geneigt ist. Bei der Eingabe scharfer Kurven wird normalerweise ein Hinweisschild angezeigt, das die Geschwindigkeit angibt, mit der die Kurve sicher genommen werden kann. Wer diese Zeichen ignoriert, ist in der Tat ein sehr dummer Fahrer.

Kinetische Energie und die Kraft des Aufpralls

Wenn die Kontrolle über ein Auto verloren geht, ist das übliche Ergebnis eine Kollision, entweder mit einem anderen Auto oder mit einem festen Objekt. Die wichtigste Variable in dieser Situation ist die Aufprallkraft. Die Aufprallkraft selbst ist eine Funktion der Geschwindigkeit und des Gewichts des Autos. Wenn Sie die Geschwindigkeit eines Autos vor einer Kollision verdoppeln, ist die Aufprallkraft viermal so groß. Wenn Sie die Geschwindigkeit des Autos vor der Kollision verdreifachen, wird die Aufprallkraft neunmal multipliziert! Auch hier spielt das Gewicht eine Rolle. Wenn sich das Gewicht des Fahrzeugs verdoppelt, verdoppelt sich auch die Aufprallkraft. Das Gesamtergebnis der Verdoppelung der Geschwindigkeit und des Gewichts des Fahrzeugs wäre eine achtfache Erhöhung der Aufprallkraft. Daher wäre jede Kollision notwendigerweise achtmal so schädlich. Tatsächlich ist der Aufprall auf ein festes Objekt mit 30 Meilen pro Stunde wie das Abfahren eines dreistöckigen Gebäudes.

Straßenbauingenieure verwenden verschiedene Techniken, um die Aufprallkraft bei unvermeidbarem Kontakt mit umgebenden Objekten zu verringern. Glatte Metallleitplanken ermöglichen es einem Auto, wegzuschauen, anstatt fest zu schlagen. Breite Straßenschultern, die frei von Hindernissen wie Bäumen, Durchlässen und Brückenpfeilern sind, tragen zur Verringerung der Gefahr bei. Wo Licht- und Zeichenstandards unerlässlich sind, sind diese Stangen so konstruiert, dass sie bei Kontakt leicht durchscheinen oder abbrechen. Der beste Weg, um sicherzustellen, dass die Aufprallkraft nicht auf Ihr Auto wirkt, besteht darin, jederzeit so zu fahren, dass Kollisionen mit allen Objekten vermieden werden!

Die Schwerkraft

Die Schwerkraft – die Kraft, die Objekte nach unten in Richtung Erdmittelpunkt zieht – führt dazu, dass Autos auf Hügeln an Geschwindigkeit verlieren und dadurch ihren Bremsweg verringern. und das Bergabfahren zu beschleunigen und dadurch ihre Bremswege zu vergrößern.

Ein guter Fahrer verringert seine Geschwindigkeit, wenn er einen Hügel hinunterfährt. Bei steilen Gefällen sollte er seinen Gangwahlschalter auf niedrig stellen, damit der Motor des Autos als Bremse fungiert. Hügel sind auch aus anderen Gründen potenzielle Fahrgefahren. Sie schränken die Sichtbarkeit ein. Der Fahrer sollte nicht vorbeifahren oder sich einem Hügel nähern, egal wie langsam sich die vorausfahrenden Fahrzeuge bewegen, es sei denn, es gibt eine Überholspur. Auf der Spitze eines Hügels muss der Fahrer wachsam sein, wenn er sich Autos nähert, die sich nicht auf der richtigen Spur befinden, oder wenn Hindernisse auf der Straße vor ihm liegen, z. B. ein Auto, das angehalten hat, während es auf eine Linkskurve wartet. Denken Sie daran, dass Sie Ihr Fahrzeug in der Entfernung anhalten müssen, die Sie Tag und Nacht vor sich sehen können.

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