车辆越重刹车距离越长,质量越大刹车距离越长。
因为从能量守恒可以得到摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化量:μNs=1/2mv^2 其中N是车对地面的压力,μ是车跟地面的摩擦系数,s是刹车距离,m是车的质量,v是车的速度,其中车对地面的压力等于车的重力F=mg,所以得到mgμS=1/2mv^2,S=v^2/(2μg)。
所以理论上来说:当汽车轮刹车胎抱死时,汽车刹车距离与质量无关。而现实生活中往往车载货越多,刹车距离就越长。这是因为现实生活中为了能在制动过程控制车辆的方向,刹车系统的制动力是小于轮胎与地面的最大摩擦力的。无论载货量多少,理想情况下车辆的制动力是一定的且小于轮胎与地面的最大摩擦力。
在车的行驶速度相同的情况下,刹车距离与刹车加速度有关;v^2=2as; 而刹车的加速度又分为两种情况:一种是正常刹车,车轮没有抱死(轮子与地面没有相对滑动),这时车的制动力是一定的,质量越大,加速度越小,刹车距离也就越长。另一种情况就是非正常刹车(紧急刹车),车轮被抱死了,轮子与地面相对滑动,这时车的重量大,摩擦力也大,而加速度 (a=mgu/m=gu)与质量无关,至于车轮和路面的摩擦系数有关了。在这种情况,车速相同时刹车距离是相同的。
设车的质量为m,初速为V,车轮与地面的滑动摩擦因数为u,刹车的位移为S则当车由速度V刹车至静止时,在这一过程中,根据动能定理:-umgS=0-1/2*mM^2解得刹车位移:S=V^2/2ug从刹车位移的表达式可以知道,质量为m的车其刹车位移只与初速度V,车轮与地面的滑动摩擦因数u有关,而与车的质量无关。
物理方法解决的话,速度一定时车的动能与质量成正比,所受摩擦力也与质量成正比刹车距离不变
摩擦力=摩擦因数(固定值)×支持力(即重力),所以摩擦力与质量有关,质量越大,摩擦力越大。