交通中的物理

安全工程专业调查报告

山东交通学院安全101班沈家腾

摘要：现如今交通事故频频发生，因交通事故导致家离破散，人财两空的现象比比皆是。如何提高交通安全系数，减少交通事故的发生成了我们至关重要的任务。要解决这个问题我们就需要研究交通中的物理知识。如加速度，动量定理，等等一些物理规律定理。还需要学好安全方面的专业知识。

关键词：物理；发展前景；安全

引言：随着社会的发展，社会就业压力越来越大，提早做好准备，尽早的了解所学专业的发展前景和现有的发展状况，并且尽可能的获取相关专业方面的知识变得至关重要。比如说安全工程专业与物理的关系等。

1、死亡加速度

西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g这一数值，以醒世人．意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值，因为，一般车辆碰撞的时间短，大多为毫秒级．例如，两辆摩托车时速每小时20km（5.6m/s），相向而行发生碰撞，碰撞时间毫秒级，那么在这样短的时间内，产生的加速度为a＝V/t=5.6/0.001＝560g，可见在碰撞中能产生这么大的加速度．为什么确定500g作为死亡加速度呢?这主要考虑了在碰撞时人体的受力情况，据测试人体受力最脆弱的部份是人的头部，它的最大承受力为22.8kN，假如人的头部质量为5kg，如发生上述碰撞，则人头部受力，f＝ma＝5 5.6＝28kN，如果以500g的

加速度计算，则人体头部受力为25kN，接近22.8kN，故交通部门规定500g作为死亡加速度值．为了避免交通伤亡，交通管理部门特规定，汽车驾驶员必须系安全带，骑摩托车必须带安全帽．安全帽、安全带有缓冲作用，根据动量定理我们知道，增加缓冲时间能极大的减少冲力，例如碰撞时间减为0.02s，则发生上述碰撞时，人体头部受力仅为1.4kN，这对人来说安全多了，认识了这个问题，人们在交通中就能自觉遵守这些交通规则．

2、安全气囊工作原理

安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀，气囊容量约在(50-90)L。同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤。安全气囊所用的气体多是氮气或一氧化碳。

补充一下：安全气囊所用的气体是叠氮化物爆炸产生的气体，不含一氧化碳的，主要是N2。另，传感器测出加速度，加速度大到一定值时，微处理器发出点火信号，点燃叠氮化物，使之爆炸产生气体充入气囊。

3、汽车防抱死系统

汽车防抱死系统是现代中高档轿车必不可少的装备了！汽车防抱死顾名思义是汽车刹车系统防止抱死的系统！汽车在刹车时，由于汽车的惯性力的作用，向前有很大的力量！所以就要求汽车轮胎和地面有大的磨擦力！但汽车轮胎是圆的。和地面的接触面积很少，这样在力量很大的情况下轮胎假如抱死的话，轮胎和地面之间就会为滑动摩擦，要知道轮胎是橡胶做成的，在高温的作用下，可以降低轮胎的符着力，从而可以使车的刹车距离增加！汽车

防抱死的作用就是让汽车的刹车距离减少，他的原理和简单的——就是当汽车在要刹死的时候，通过轮胎上的传感器给防抱死系统电脑一个信号，然后电脑让刹车系统不再刹车，就这样的刹车在抱死和不抱死之间。大约每秒钟由二十次左右的状态！从而达到更有效的刹车系统！！有效的疏短刹车距离

4、为什么小汽车的挡风玻璃需要倾斜45度角按装

小型汽车车身高度低，如果挡风玻璃竖直，车内人通过玻璃在司机前方呈现虚像，干扰司机正常的判断，容易造成交通事故。而公共汽车车身高，形成的虚像在上方，悬在空中，前面所说的情况影响较小，因此公共汽车的挡风玻璃的倾斜角度较小。

5、磁悬浮列车

磁悬浮列车是世界各国研制最早的新型列车之一，它借助于磁力来悬浮、导引与驱动车辆。磁悬浮列车不同于普通铁路列车的主要特征是它不使用车轮，而依靠电磁作用力把车辆悬浮在轨道上方，除了空气摩擦之外，没有轮轨接触所带来的阻力；其次，磁悬浮列车的推动力来自于直线电机，它的动力直接产生于列车和轨道之间，在高速行驶时就像一架超低空飞行的飞机，时速可达到500~1000千米。磁悬浮列车有两种类型：一种是日本采用的排斥式电动系统，另一种是德国开发的吸引式电磁系统。目前，日本、德国、法国、韩国、俄罗斯和中国等都已研制成功磁悬浮列车。其原理就是磁极之间的相互作用。

由于磁悬浮列车是“飞”在轨道上的，无机械接触、噪声低，而且高速、安全、平稳，不污染环境、节省能源，所以是一种理想的绿色交通工具。

6、火车拐弯及提速问题分析

拐弯时车钩受力情况分析：（忽略车钩自身重力）

（1）沿运动方向向前牵引力（2）沿运动方向向后挂车拉力（3）沿拐弯切线方向因运动产生的离心力。

过去铁路所用机车在提速中遭到淘汰，试验围绕“开新车走老路”进行，目的是探讨提速后的安全性。人们普遍担心这样几个问题：（1）火车提速后，现有的钢轨、桥梁是否能承受更大的冲击力？（2）现有铁路的曲线半径是否合适？即火车高速拐弯时，现有的钢轨弧度会不会导致列车脱轨？（3）列车的紧急制动系统能否提供安全保证？即由于提速后紧急制动距离加长，会不会导致火车追尾？（4）如何确定列车两侧人的安全避让距离？（5）电气化铁路上，“接触网”的悬挂方式是否受提速影响？（6）提速后的货车对道路的冲击有多大？

这些都是安全专业中的物理知识

7、交通中的物理

例1汽车是常见的交通工具。它在给人们带来交通便利的同时，也带来了环境污染、交通安全等一些社会问题。现请运用所学的物理知识解决下列问题：（1）汽车里的燃料燃烧排放的尾气既污染环境，又会引起热岛效应。请你设想可以采用哪些新型能源来解决这个问题并说出它的优点。（要求写出一种）

（2）为了减少交通安全事故发生，可能采用哪些有效措施？请提出设想和建议（要求写出两条）