现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应

问题描述:

现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,g取10m/s2
(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能否避免闯警戒线?
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?


(1)根据牛顿第二定律可得:甲车紧急刹车的加速度a1=

f1
m1
=
0.4m1g
m1
=4m/s2
       这段时间滑行距s=
v 20
2a1
 
     将数据代入解得:s=12.5m  
     因为s<15m,所以甲车司机能避免闯警戒线.
(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距s0,在乙车刹车t2时间两车恰好相撞,则有:
乙车紧急刹车的加速度为a2=
f2
m2
=
0.5m2g
m2
=5m/s2
  v0-a1(t2+t0)=v0-a2t2
代入解得t2=2s
乙车通过的位移大小  s=v0t0+v0t2-
1
2
a2t22=15m
甲车通过的位移大小  s=v0(t0+t2)-
1
2
a1(t0+t22=12.5m.
代入解得  s0=s-s=(15-12.5)m=2.5m
答:(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能避免闯警戒线.
    (2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持2.5m距离.