汽车以速度为v1=15m/s在平直公路上行驶,突然发现正前方x=15米处有一辆自行车沿相同方向以速度为v2=5m/s的速度匀速行驶,司机立即使汽车做匀减速运动,加速度大小为a,要使两者不相撞,求加速度a应满足的条件

问题描述:

汽车以速度为v1=15m/s在平直公路上行驶,突然发现正前方x=15米处有一辆自行车沿相同方向以速度为v2=5m/s的
速度匀速行驶,司机立即使汽车做匀减速运动,加速度大小为a,要使两者不相撞,求加速度a应满足的条件

不相撞的条件:汽车减速到与自行车速度相同的过程中不相撞。

  • 汽车减速所用时间为t

    v2=v1-at

    t=(v1-v2)/a

  • 汽车的位移 x1

    2ax1=v1²-v2²

    x1=(v1²-v2²)2a

  • 自行车位移x2

    x2=v2t=v2(v1-v2)/a

  • 位移关系

    x1<x2+x

    (v1²-v2²)2a <v2(v1-v2)/a +x

    a>(v1-v2)²/2x

    a>10/3 m/s²

不相撞的极限条件为在两车间距离为0之前汽车速度能减小到等于自行车速度V2.设经过时间t,汽车减速到V2,可列方程组:V1-V2=atS1=S2+X汽车行驶的距离:S1=V1t-1/2at²自行车行驶距离:S2=V2t带入数字解方程组可得t=...