車が重いほど制動距離が長くなる理由を教えて下さい。

Question

物理的には
運動エネルギーがmv^2 / 2
摩擦力がμmg
制動距離をxとすると
μmgx=mv^2 / 2
x=v^2 /( 2μg)

となり車の重さは停止距離に影響を与えないと思うのですが？

Answer 1

ここの質問内容とそのBAを見れば書いてあります(◍′◡‵◍)

http://m.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/q13116415333

Answer 2

制動の為のタイヤと路面の間の摩擦力が
本当にμmgなのかは兎も角（μは静摩擦
係数です）
同じ減速率を発生させるのに必要な
ブレーキペダルを踏むのに必要な圧力は、
車両の重さには余り関係しません。ブレーキ
ブースターなどの装置が補助するからです。
つまりもともと重い車のブレーキはそれなりに
強力なものが使われており、同じ人が同じ力
でペダルを踏んだ場合に同じ減速率に
なるように調整されているわけです。
従って、制動距離は特に伸びません。
（タイヤの状態・路面の状態は標準状態である
としています）


ブレーキブースターなどの装置が故障している
場合やその能力を超えるようなブレーキをかける
ような場合は、油圧回路などによって増幅されて
いるとはいえども、相当の大きな力が必要になり
ます。
同じ減速率を出したい場合は重い車であればある
ほど強い力でブレーキを踏まなければならなくな
るでしょう。
人の足の力には限界があるので、ある程度以上
車が重くなると制動距離が伸びるということは
ありえると思います。


急ブレーキやスリップで車輪がロック
して、滑走している状態では、タイヤと路面の間
の摩擦力が現実には必ずしも車の重量に比例
するわけではないので、車両の重さによって
制動距離が変わる（常識的には重いと伸びる）
ということはありえることと思います。

Answer 3

摩擦力の考えが間違ってます！！
ブレーキはブレーキパッドでタイヤ内側の円盤に圧をかけて止まります。タイヤもロックしないで回っていることを考えてみてもお分かりになるでしょう。
ブレーキペダルを踏むと油圧がかかりブレーキパッドがブレーキをかけ、タイヤの回転を止めます。
μmg の m は車の車両ではないってことですね。

Answer 4

>>となり車の重さは停止距離に影響を与えないと思うのですが？

だったら自分のたてた式やその式の根拠になるものの見方がおかしいだけです。

自動車は地面との摩擦で止まるわけじゃない。ブレーキパッドがディスクなりドラムなりに押しつけられてその摩擦を使って止まる。

ブレーキパッドがディスクなりドラムなりに押しつけられる力はブレーキ装置によって車体の重さに関係なくきまるものであって、あなたが考えているようなμmgではない。だからおかしい。

Answer 5

本当に車重は制動距離と関係ないと考えているの？

というか、
摩擦力×制動距離＝運動エネルギー
なのか？

Answer 6

物理的に考え方が間違っていませんか？

制動力と摩擦力って違う。
（そしてそんな簡単な式ですらない）

路面係数やスリップ限界、ブレーキ配分、勾配などを無視した制動力でも、非常に説明しにくくメドイ計算ですよ。

なのでこう考えてみては？
車を加減速させる為の力を。
加える力が一定なら、重い物ほど所定の速度にするには距離が長くなる。
同じ制動力、同じ速度から停止させる場合、『重い方が距離が長くなる』

Answer 7

質量保存の法則・・・大陸弾道ミサイルや戦略核兵器はなんでわざわざ成層圏まで打ち上げる？？

Answer 8

タイヤやブレーキ（摩擦）の条件が等しく、制動中の姿勢が全く変化しない場合は、近似値になりえます。
ただし乗用には適さなくなります。

自動車には、乗り心地を考慮されたサスペンションが備わっています。
色々考えられていますが、制動を掛けるとフロントは沈みリアが浮く姿勢となり、重心位置が変化します。
実はこれが厄介なもので、ブレーキの性能を低下させる原因にもなります。

当然、重たい車は強いバネを用いて吸収しますが、あまり強過ぎると段差などでは強い付き上げ感が生じてしまいます。
プログレッシブバネを用いて制御する方法もありますが、すると急制動時にはノーズダイブ（フロントが激しく沈む）も酷くなり、重心位置は大きく変化してしまいます。
ですから思った以上に、制動のコントロールは難しいものなんです。^^;

Answer 9

条件によっては、車の重さが停止距離に影響を与えないことも可能でしょう。

極端な例としては、ブレーキをかけ始めてすぐに崖から飛び出してしまった場合、着地点はほぼ同じです。

実験するなら、同じ車に荷物を積載した状態がいいでしょう。ブレーキやタイヤ、空気抵抗などは同じで荷物の質量を変えます。

運転するとすぐにわかりますが、積載重量が多い方がブレーキが効きにくいです。ブレーキをかける時に、スリップして車が滑る様なかけ方はしません。車をコントロールして止まるには、タイヤが路面を転がっている状態に保ちますから、静止摩擦でも動摩擦でもなく、転がり摩擦の状態です。この部分でのエネルギーロスは少ないのです。多くのエネルギー変換はブレーキの部分で起こります。同じブレーキ性能で運動エネルギーを消費するのですから、運動エネルギーが小さい方が止まりやすいです。

Answer 10

＞車の重さは停止距離に影響を与えないと思うのですが？

ブレーキの許容範囲を超えた重さや速度なら停止距離は伸びます

極端な話、戦車などは50ｔの巨体を全制動時では時速50キロの速度から2メートル以内で停止可能だそうです

https://ja.wikipedia.org/wiki/90%E5%BC%8F%E6%88%A6%E8%BB%8A

車でもトレーラーなどはタイヤの本数が20本前後有りブレーキの数も10前後ありますからかなり効きます

タイヤなどの接地面積とブレーキの強さを考慮しないと話になりません

Answer 11

運動している物体が持つエネルギーは、速度×重量で決まります（重いものを一定の速度になるまで動かそうとすると、より軽いものが同じ速度になるよりも、力が必要になることから容易に理解できます）

摩擦力が強いと当然制動距離が短くなりますが、摩擦力が同じだと、運動エネルすギーが大きい方が、当然制動距離が長くなります。

数式というのは、こうした論理をもとに実際の数値を計算するもので、論理がまず存在します。

上記の数式は、左辺が摩擦力×制動距離になっていますが、重量が関係していないので、運動エネルギーとイコールにはなりません。

ご自分で考え直してみてください。