חוקי הפיזיקה וכיצד הם משפיעים על נהיגה

מהירות מוגברת גורמת לחוקי הפיזיקה להיות חשובים יותר ויותר עבור הנהג. חוקים אלה, למרות שאינם נאכפים על ידי שוטר או נכתבים על ידי גוף המייצר חוק, מחייבים לחלוטין את כל הנהגים, ואף אחד לא יכול להקל על השפעתם. חוקי הפיזיקה שולטים על כל אובייקט שנע. החוקים המסוימים החלים על נהיגה מכסים אזורים כמו חיכוך, כוח צנטריפוגלי ואינרציה, פגיעה וכוח המשיכה. עליך לזכור תמיד כי חוקים אלה חלים על נהיגה עירונית וכן על נהיגה בכביש מהיר, מכיוון שמשמעותם עולה ביחס למהירות בה אתה נוסע. עם זאת, מאמר זה בנושא נהיגה בכבישים נראה המקום הטוב ביותר לדון בחשיבותם.

ראייה נכונה דורשת מספיק זמן ומספיק לתמונה להטיל את עצמה על רשתית העין, להיות מועברת למוח ובכך לעורר תגובה מצד הנהג. משמעות הדבר היא כי תמרורי תמרור וסימני מדרכה הופכים לחשובים יותר ויותר בעת נסיעה במהירות גבוהה יותר. אלה נותנים לנהג אזהרה מראש על כל קימור, גבעות, צמתים או מעברי רכבת שעשויים להיות לפני, כמו גם תמרונים המיועדים על ידי נהגים אחרים. על נהג ללמוד לזהות את כל הסימנים והאותות באופן מיידי, שכן במהירויות גבוהות יותר זמן ההכרה והתגובה נעשה קצר יותר ויותר. כדי להקל על ההכרה, סימנים ואותות ברחבי ארצות הברית מתוקננים לפי צורה וצבע ויכולים להחזיר אור שנראה בלילה. זכרו, לוקח זמן להתבונן בסימן, אות או מצב ואז מגיבים אליו. זמן התגובה של נהג נתון הוא קבוע למדי, אך המרחק שעבר בזמן זה קשור ישירות למהירות. לכן, מרחקי עצירה ומרחקים הנדרשים לפעולה התחמקות נעשים גדולים יותר ככל שהמהירות עולה.

חיכוך

חיכוך הוא הכוח המתנגד לתנועה של משטח אחד על פני אחר, והוא האמצעי שדרכו רכב יכול לנוע בקו ישר, או עלול להסתובב או לעצור. כוח זה מופעל כולו באמצעות ארבעה אזורי חיכוך קטנים, המכונים גם צמיגים. אם אנו מניחים שזמן התגובה הממוצע הוא 0.75 שניות משכל ההיגיון הבריא אומר לנו שככל שהמכונית נוסעת מהר יותר, כך יגדל המרחק שלה לעצירה. ההבדל בין מרחק עצירה בין 40 מייל לשעה ל 70 מייל לשעה גדול פי 3.5 בערך. המשמעות היא שאם אתה יכול לעצור בטווח של 100 מטר במהירות של 40 מייל לשעה, תצטרך שטח של מטר רגל כדי להפסיק לנסוע במהירות של 70 מייל לשעה.

תנאים אלה מתרחשים רק בחלק מהזמן, אולם: אם כוח החיכוך יופחת על ידי קרח, שלג, גשם, נפט, בוץ, חצץ רופף, משטח מחוספס או צמיגים ירודים, אזי מרחקי העצירה יגדלו בצורה דרסטית ותמרוני התחמקות יעלו. נהיה הרבה יותר קשה, או אפילו בלתי אפשרי. מכיוון שמרחק העצירה עולה במהירות רבה יותר מהמהירות, חשוב לאפשר מרחק גדול יותר בין מכוניתכם למכונית מקדימה ככל שהמהירות שלכם עולה.

אינרציה וכוח צנטריפוגלי

אם אי פעם כוח החיכוך, או המתיחה, בין ארבעת האזורים הקטנים של הצמיג ושטח הכביש אבדו, גם השליטה הולכת לאיבוד, ואחד או שני הכוחות הפיזיים הבאים עשויים לקבוע את המצב: אינרציה, הנטייה של גוף נע כדי להמשיך לנוע בקו ישר אלא אם כן כוח חיצוני פועל לשינוי כיוון תנועתו; וכוח צנטריפוגלי, הנטייה של גוף נע סביב למרכז להתעופף מאותו מרכז. ניתן להפגין כוח צנטריפוגלי על ידי הנחת משקל על קצה המיתר והנפתו בתנועה מעגלית. אם המיתר משתחרר או נשבר, המשקל יעזוב את הנתיב המעגלי וימשיך בקו ישר.

ברור שאפקט דומה יכול לקרות גם לרכב מסתובב. מכונית שנוסעת סביב עקומה חייבת להתגבר על הכוח הצנטריפוגלי בכדי לבצע את הפנייה. אם כוח הצנטריפוגלי גדול מהחיכוך בין הצמיגים לכביש, המכונית לא תוכל לפנות, אלא תחליק מהכביש המהיר. נקודת המפתח היא שהחיכוך עולה במהירות, אך הכוח הצנטריפוגלי גדל במהירות רבה עוד יותר. לכן, ככל שמהירותך מהירה יותר, או ככל שהפנייה חדה יותר, כך גדל הסיכוי שלא תצליח להסתובב בשלום. אם אתה זוכר את העיקרון הזה, תבין שעליך להאט לפני שאתה נכנס לעיקול, במיוחד אם הדרך חלקה מעט

לעולם אין להפעיל בלמים לאחר כניסה לעיקול, מכיוון שיש לכך נטייה להפחית את החיכוך בין הגלגלים לכביש. זכור, חיכוך מאפשר לך להזיז את המכונית שלך, לשלוט בה ולעצור אותה. כאשר אתה מחשיב כי עבור כל צמיג השטח הנוגע לפני שטח הדרך שווה לגודל היד שלך, ניתן להבין כי גורמים רבים יכולים לגרום לאובדן חיכוך ולאובדן שליטה כתוצאה מכך. ככל שהמהירות גדולה יותר, כך האפשרות שזה עלול לקרות גדולה יותר – וההשלכות גדולות יותר. יש להתאים תמיד את המהירות כך שתתאים לתנאי הדרך.

כמו גם מהירות המכונית, גורם נוסף הקובע אם תצליחו לבצע פנייה בבטחה או לא הוא הזווית בה הכביש מובל דרך העקומה. הקלה ביותר היא פנייה בנקאית (בדומה למסלול מירוצים); השנייה, משטח דרך שטוח; והשלישי, משטח מוכתר. משטח הכביש השטוח מסוכן במהירות גבוהה, ולהשוואה, בתורו, ניתן לנהל משא ומתן על המשטח המוכתר רק במהירות נמוכה מכיוון שהמכונית מוטה לכיוון העקומה. בכניסה לעיקולים חדים, בדרך כלל מוצב שלט מהירות מייעץ שמספר לך את המהירות בה ניתן לקחת את העקומה בבטחה. מי שמתעלם מהסימנים הללו הוא אכן נהג טיפשי מאוד.

אנרגיה קינטית וכוח ההשפעה

אם השליטה ברכב הולכת לאיבוד, התוצאה הרגילה היא התנגשות, עם מכונית אחרת או עם חפץ קבוע. המשתנה החשוב במצב זה הוא כוח ההשפעה. כוח הפגיעה עצמו הוא פונקציה של המהירות והמשקל של המכונית. אם מכפילים את המהירות של מכונית לפני התנגשות, כוח הפגיעה גדול פי ארבעה. אם תשלש את מהירות המכונית לפני ההתנגשות, כוח הפגיעה מוכפל תשע פעמים! למשקל יש גם חלק כאן; אם משקל הרכב מכפיל את עצמו, גם כוח הפגיעה מכפיל את עצמו. התוצאה הכוללת של הכפלת המהירות והמשקל של הרכב תהיה הגדלת כוח הפגיעה שמונה פעמים. לכן, כל התנגשות תהיה בהכרח מזיקה פי שמונה. למעשה, ההשפעה של פגיעה בחפץ מוצק באורך של 30 מייל לשעה היא כמו לנסוע מבניין בן שלוש קומות.

מהנדסי כביש משתמשים בכמה טכניקות להפחתת כוח ההשפעה במקרים של מגע בלתי נמנע עם חפצים מסביב. מסילות מגן חלקות ממתכת מאפשרות למכונית להעיף מבט ולא לפגוע בחוזקה. כתפי כביש רחבות, נקיות ממכשולים כמו עצים, גשרונים ומצלעות גשר, מסייעות להפחתת הסכנה. איפה שסטנדרטים של אור ושלט הם חיוניים, מוטות אלה נועדו לנטרף או להתנתק בקלות במגע. הדרך הטובה ביותר לוודא שכוח הפגיעה אינו פועל על מכוניתך היא לנהוג בכל עת באופן שימנע התנגשות עם כל החפצים!

כוח הכבידה

כוח המשיכה – הכוח שמושך חפצים כלפי מטה לכיוון מרכז האדמה – יגרום למכוניות לאבד מהירות במעלה הגבעות, ובכך להקטין את מרחקי העצירה שלהם; ולהאיץ את הירידה בגבעות, ובכך להגדיל את מרחקי העצירה שלהם.

נהג טוב יקטין את מהירותו בירידה בגבעה; בדרגות תלולות, עליו לשים את בורר ההילוכים שלו נמוך, כך שמנוע המכונית ישמש כבלם. גבעות הן סכנות נהיגה פוטנציאליות גם מסיבות אחרות. הם מגבילים את הראות; הנהג לא צריך לעבור או להתקרב לגבעה, לא משנה כמה לאט הרכבים מלפנים נעים, אלא אם כן יש נתיב חולף. על פסגת גבעה, על הנהג להיות ערני להתקרבות למכוניות שאינן בנתיב הנכון שלהן, או למכשולים בכביש קדימה, כמו מכונית שעצרה בזמן שהמתינה לפנייה שמאלה. זכור כי אתה חייב להיות מסוגל לעצור את רכבך למרחק שאתה יכול לראות קדימה ביום או בלילה.

כתיבת תגובה