Учебные занятия

Тормозной путь. Время реакции водителя

Цель урока: ввести и закрепить понятия «тормозной путь», «время реакции водителя»; продолжить работу по формированию навыков самостоятельного поиска необходимого материала; воспитывать культуру поведения на дорогах.

Оборудование: метровая линейка; модель автомобиля; пружина; динамометр; нить; весы; учебник [1].

Подготовка. За неделю до урока были организованы группа «Статистики» и две группы «Экспериментаторы», которые подготовили краткие сообщения, а одна провела серию опытов.

Мыслящий ум не чувствует себя счастливым,
пока не удастся связать воедино
раздробленные факты, им наблюдаемые.
Д. Хевеши

I. Вводный этап (5 мин)

Учитель. Добрый день, ребята! Садитесь. Очень часто мы становимся свидетелями, а иногда и участниками ДТП. В чём их причина? Попробуем с точки зрения физики объяснить некоторые факты. Тема нашего урока «Знание ПДД — это знание законов физики». Сегодня мы изучим понятия «тормозной путь», «время реакции», закрепим знания через решение качественных, количественных и экспериментальных задач. Эпиграфом к нашему уроку я взяла слова венгерского учёного Хевеши, а это значит, что мы должны осознать правила поведения на дорогах. Слово предоставляется группе статистиков.

Статистик. В нашем городе насчитывается около 80 тыс. единиц автомобильного транспорта. Изучив материалы газет «Дорожный патруль сообщает», «Красное знамя» и «Елецкий вестник» [2], мы обнаружили, что:

• на территории нашей области отмечается высокий уровень детского дорожно-транспортного травматизма. За 8 месяцев этого года произошло 167 ДТП с участием детей, в которых получили ранения 185 подростков в возрасте до 16 лет, двое погибли;
• по вине детей в области произошло 21 ДТП, из них 15 – в Липецке.
• среди пострадавших в ДТП основную долю составили дети-пассажиры – 90 несовершеннолетних, 68 человек пострадали в качестве пешеходов, их них 14 – по собственной неосторожности.

Познакомившись с этими данными, мы задались вопросами: каковы причины ДТП? можно ли их учесть? можно ли сделать безопасным дорожное движение?

II. Решение экспериментальных и количественных задач на определение тормозного пути (15 мин)

Учитель. Обратимся к эксперименту [3]. Слово предоставляется первой группе экспериментаторов.

Экспериментатор 1. Мы получили задание изучить явление превращения кинетической энергии тела во внутреннюю энергию, т. е. рассчитать и измерить тормозной путь. Что такое тормозной путь и от чего он зависит? Кто желает ответить? (Выслушиваются ответы учащихся.) Изучив учебники и справочную литературу, мы пришли к следующему определению: «Тормозной путь автомобиля – расстояние, которое проходит автомобиль с момента начала торможения до полной остановки».

Чтобы выяснить зависимость тормозного пути от начальной скорости, мы проведём эксперимент.

1. Закрепим колёса модели автомобиля так, чтобы они не могли вращаться. Прикрепим к модели динамометр и измерим силу трения при равномерном движении модели по горизонтальной поверхности.
2. Поставим модель на весы и измерим её массу. Рассчитаем начальную скорость, с которой должен двигаться наш автомобиль, чтобы его тормозной путь был равен 50 см.
3. Прикрепим динамометр к пружине. Растянем пружину, измерим силу упругости F_упр и деформацию пружины х. Вычислим жёсткость пружины k.
4. Вычислим деформацию пружины х₁, при которой модель автомобиля начнёт двигаться с требуемой скоростью.
5. Закрепим один конец пружины, а к другому привяжем длинной нитью модель автомобиля. Оттягивая модель, растянем пружину на х₁ и отпустим модель. Измерим тормозной путь.

Вывод. Тормозной путь зависит от начальной скорости.

Учитель. Ребята! Проверим правильность выводов группы экспериментаторов. решим количественную задачу.

1. Автомобиль, двигаясь со скоростью 60 км/ч, останавливается при торможении за 6 с. Какой путь при этом проходит автомобиль?

Кто желает выполнить задачу у доски? Внимательно следим за решением.

2. Оцените самостоятельно, по вариантам, путь, проходимый автомобилем при торможении, если он движется со скоростью (по вариантам) 20 км/ч; 40 км/ч; 80 км/ч; 100 км/ч. (От каждого варианта у доски решает задачу один ученик, остальные – в тетрадях.)

Проверим ваши ответы. Ребята, проанализируйте полученную таблицу и скажите: почему в населённых пунктах ограничивают скорость движения автотранспорта? почему нельзя перебегать дорогу перед приближающимся транспортом?

Начальная скорость, км/ч	Тормозной путь, м
20	20
40	33
60	50
80	67
100	83

Действительно, правило «Не перебегайте дорогу перед близко идущей машиной!» – не пустые слова. По законам физики, автомобиль не может остановиться мгновенно, даже если водитель нажмёт на тормоза изо всех сил.

Нельзя забывать и о зависимости тормозного пути от погодных условий. Какова эта зависимость?

Учащиеся. В дождь и гололёд сила трения значительно уменьшается, т. к. вода играет роль смазки.

Физкульт-пауза (работа по офтальмологическому тренажёру, 2 мин). Ох, как хочется трудиться!// Сделать всё охота,//Чтоб своим трудом гордиться,//Пусть кипит работа!//Я и бодр, и силён,//Всё, что надо, сделаю,//Свою волю покажу,//Слово я своё сдержу!

Учитель. Докажите, что тормозной путь не зависит от массы автомобиля. Кто желает? (У доски работает ученик, остальные записывают в тетрадь.)

III. Решение экспериментальной задачи на определение времени реакции (5 мин)

Учитель. Что же происходит в жизни? Этот вопрос мы позже зададим инспектору ГИБДД. Слово предоставляется второй группе экспериментаторов.

Учащиеся. Изучая прессу [3], мы пришли к выводу, что исход ДТП зависит кроме всего прочего от умения водителя сосредоточиться и принять верное решение. Мы проводили дома такой эксперимент [4]:

1. Прижимаем лист картона к стене. Отмечаем его верхний край.
2. Отпускаем картон и пытаемся другой рукой остановить его падение, прижав к стенке. Отмечаем новое положение его верхнего края. Рассчитываем время своей реакции.

Мы проводили эксперимент в разных условиях: 1) испытуемый без нагрузки; 2) после выполнения приседаний; 3) в тёмное время суток. Получили такую таблицу:

Условие	Время реакции, с
Без нагрузки	0,37
После физических упражнений	0,44
В тёмное время суток	0,51

Вывод. повлиять на реакцию водителя могут предварительная физическая нагрузка, разговор по мобильному телефону, возраст, здоровье, время суток. Поэтому мы предлагаем запретить пользоваться мобильным телефоном во время движения, следить за здоровьем водителей, запретить водителям выполнять тяжёлую работу перед рейсом.

IV. Беседа с сотрудником ГИБДД (5 мин [2])

От чего зависит тормозной путь? • Как зависит исход ДТП в зависимости от времени реакции водителя? • Какие методы применяют при расследовании ДТП?

V. Решение качественных задач (8 мин)

Нужны ли ремни безопасности? • Почему иногда бывает так: двигатель работает, а автомобиль движется равномерно? (Ответ. Автомобиль сохраняет состояние равномерного движения, т. к. сила тяги двигателя компенсируется силой сопротивления движению.) • Почему нагруженный автомобиль на булыжной мостовой движется более плавно, чем порожний? (Ответ. С увеличением массы автомобиля уменьшается ускорение, сообщаемое ему при толчках о камни булыжной мостовой.)

Творческое задание: составьте устно задачи по данным, приведённым на карточках, которые лежат на ваших столах, табл. 1 [5].

Таблица 1

Тип автомобиля	К-т сцепления шин с дорогой	Тормозной путь автомобиля, м, при указанной начальной скорости движения, км/ч
		20	30	40	50	60	70	80	100
Легковой	0,85 0,60 0,20	3,6 4,6 12	7,2 9,5 26,1	12 16 45,6	18 24,2 70,5	25,2 34,2 100,8	33,6 45,9 –	43,2 59,3 –	66 91 –
Грузовой с гидравл. тормозами	0,85 0,60 0,20	4,6 6,0 16,6	9,5 12,6 34,2	16,0 21,6 60	24,2 33 93	34,2 46,8 133,4	45,9 63 –	59,3 81,6 –	91 126 –
Грузовой с пневматич. тормозами	0,85 0,60 0,20	6,2 7,6 7,2	11,9 15 36,8	19,2 24,8 63,2	28,2 37 97	39 51,6 138,2	51,5 68,6 –	67,5 88 –	99 134 –

Проанализируйте табл. 2 и сделайте вывод о зависимости тормозного пути от ускорения [4].

Таблица 2

Ускорение при разгоне, м/с2		Ускорение при торможении, м/с2
Пассажирские лифты	0,3–0,6	Пассажирские лифты	0,3–0,6
Автомобиль «Жигули» при наборе скорости до 100 км/ч	1,3	Трамвай (аварийное торможение)	3
Самолёт Ил-62	1,7	Мотоцикл (аварийное торможение)	5
Снаряд в стволе 76-мм пушки образца 1942 г.	72 км/с2	Легковой (аварийное торможение)	7
Пуля в стволе автомата Калашникова	600 км/с2	_

Информационная справка • Первое в мире ДТП произошло в Нью-Йорке на пересечении 74-й улицы и авеню Сентрал-Парк. Торговец недвижимостью Генри Хейл-Блисс, выйдя из трамвая, повернулся, чтобы помочь сойти на землю даме. В этот момент на него наехал автомобиль • По данным Всемирной организации ООН, ежегодно в мире в ДТП погибают около 1 200 000 человек, а ещё 50 млн получают травмы и увечья.

Соблюдайте правила дорожного движения!

VI. Тест «Какой я пешеход?» (3 мин)

1. Вы разговариваете по мобильному телефону, подходя к пешеходному переходу. Как вы поступите?

а) Перебежите дорогу на красный сигнал светофора, чтобы не прерывать разговор;

б) остановитесь, дождётесь зелёного света и перейдёте дорогу, не прекращая разговора;

в) закончите разговор и только после этого перейдёте дорогу.

2. Вы хотите покататься на велосипеде. Где можно кататься?

а) По дороге;

б) по обочине;

в) во дворе.

3. Ты приближаешься к пешеходному переходу и первым делом:

а) поскорее перебежите дорогу перед машиной;

б) прибавите шаг, чтобы успеть перебежать дорогу на жёлтый сигнал светофора;

в) посмотрите на светофор и перейдёте дорогу только на зелёный сигнал.

Если вы трижды выбрали пункт в, значит, вы опытный пешеход. Если вы один раз выбрали пункт б, вы иногда подвергаете себя опасности, вам нужно задуматься. Если вы хоть раз выбрали пункт а, вам нужно срочно выучить «Правила дорожного движения».

VIII. Домашнее задание (1 мин). Составьте и решите задачи, используя карточки со значениями тормозного пути в зависимости от начальной скорости.

VII. Подведение итогов (1 мин)

Учитель. С малых лет до самой старости люди ездят в трамваях, автобусах, машинах, переходят через дорогу. Они становятся то водителями, то пассажирами, то пешеходами. И значит, они всю жизнь сдают экзамены на право называться дисциплинированными водителями, дисциплинированными пассажирами, дисциплинированными пешеходами. Экзамен по ПДД каждый из нас сдаёт всю жизнь. Здесь каждая «двойка» может обернуться травмой или даже гибелью. Правил дорожных на свете не мало,//Все бы их выучить нам не мешало. До свидания!

 

Литература

1. Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений. М. : Дрофа, 2007.
2. Дорожный патруль сообщает / Ежемесячник управл. ГАИ УВД по Липецкой обл. и ЛОО ОО ВОА. 2009. № 7–9.
3. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Сборник экспериментальных заданий и практических работ по физике: 9–11 классы: учеб. пособие для учащихся общеобразоват. учреждений /Под ред. Ю.И. Дика. М.: АСТ; Астрель; Транзиткнига. 2005.
4. Гоголашвили О.В. Ты и физика: методич. пособие для учителей физики по организации элективного курса предпрофильной подготовки. Липецк: ИРО, 2006.
5. Сёмке А.И. Уроки физики в 9-м классе. Развёрнутое планирование. Ярославль: Академия развития; Академия Холдинг, 2004.

 

Наталья Николаевна Терехова – учитель физики высшей квалификационной категории, окончила в 1996 г. Елецкий ГПИ (ныне ЕГУ им. И.А. Бунина) с отличием, педагогический стаж 15 лет. Руководит ШМО учителей физики и естествознания. Педагогическое кредо: донести до учеников важные и серьёзные вещи, говорить легко и доступно о главном. Старается сделать детей не объектами, а субъектами учебного процесса. На уроках применяет информационно-коммуникационные технологии, использует готовые диски, создаёт свои презентации к урокам и внеклассным мероприятиям. Вместе с мужем воспитывает двух дочерей (5 и 10 лет). Увлекается кружевоплетением, любит выращивать цветы и овощи.