刹车问题数学建模

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汽车刹车距离---数学建模

汽车刹车距离---数学建模

汽车刹车距离---数学建模桓台一中2010级31班曲庆渝辅导老师:崔禹摘要:由于本县近段时间某些司机因判断刹车距离失误而酿成交通悲剧,为使这一现象得到缓解,使交通出行更加安全,本文就通常所说的“2秒准则”展开讨论,建立数学模型,通过理论来估计实际问题。

(由于“2秒法则”最初由北美流行而来,故以下部分数据采用美制即英制单位)关键词:2秒准则;刹车距离;反应距离;制动距离一、问题提出:背景:汽车驾驶员培训过程中的“2秒准则”是否有道理——给出合理性解释:正常驾驶条件下:车速(在原车速基础上)每增加16千米/小时,则后车与前车之间的距离就应增加一个车身长度:车身作用:后车刹车的距离与后车的车速有关,车速快,车子动能大,增加与前车的距离可以保证后车刹车的安全,不致于同前车相撞(尾追)。

具体操作办法:——“2秒准则”增加一个车长的简便办法即“2秒准则”——即,当前车经过某一标志时,后车司机开始计算2秒钟后也到达同一标志,不管车速如何,即可保证后车刹车时不致于撞上前车,即不至于发生“尾追”现象。

(此“2秒准则”不管车速如何都可这样操作)2.问题:“2秒准则”的合理性的质疑:(1)“2秒准则”是否合理性假如汽车速度16千米/小时,计算2秒钟所行走的距离16千米/时≈4.44米/秒,故“2秒”走过的路程为:S=4.44米/秒*2秒=8.88米而车身的平均长度为: 4.6米显然:2秒准则走过路程8.88米>4.6米≈2个车身长度。

所以“2秒准则”的合理性受到质疑, 为此要寻求更合理的刹车距离方案: (2)设计出合理的刹车距离方案二、建模机理分析与符号说明刹车机理分析:分析:刹车距离“d ”与时间“t ”的关系:刹车距离 = 反应距离 + 制动距离符号说明:反应距离1d = 司机决定刹车起到制动器开始起作用,这段时间汽车的行驶的距离 制动距离2d = 以制动器开始起作用到汽车完全停止时刻,这段时间内汽车所行驶的距离。

刹车距离 数学建模

刹车距离 数学建模

刹车距离数学建模刹车距离是指车辆从发现需要停车的信号或情况到完全停下来所需的距离。

在驾驶中,我们常常需要根据道路情况和车速合理判断刹车距离,以确保安全停车。

本文将从数学建模的角度出发,探讨影响刹车距离的因素,并介绍一种常用的数学模型来计算刹车距离。

刹车距离受到车速的影响,一般来说,车速越高,刹车距离就会越长。

这是因为车辆在高速行驶时具有更大的动能,需要更长的距离来消耗这部分能量,才能停下来。

因此,在高速行驶时,我们需要提前做好刹车准备,以避免刹车距离过长导致事故发生。

刹车距离还受到刹车系统的性能和状态的影响。

刹车系统包括刹车片、刹车盘、刹车液等部件,它们的磨损程度和工作状态会直接影响刹车的效果。

如果刹车片磨损严重或刹车盘存在问题,会导致刹车距离增加。

因此,定期检查和维护刹车系统是确保刹车距离符合要求的重要措施之一。

刹车距离还与路面情况和天气条件有关。

在湿滑或结冰的路面上刹车,由于附着力减小,刹车距离会明显增加。

此时,驾驶员需要根据实际情况调整刹车力度,以减少刹车距离。

针对刹车距离的计算,数学建模提供了一种有效的方法。

常用的刹车距离计算模型是基于物理学中的运动学原理建立的。

根据运动学原理,刹车距离与车速的平方成正比,与刹车加速度的倒数成正比。

具体来说,刹车距离可以表示为刹车时间乘以车速的一半,即:刹车距离 = 时间× 速度 / 2。

在实际应用中,为了更加准确地计算刹车距离,需要考虑到刹车系统的响应时间。

刹车系统的响应时间是指从踩下刹车踏板到刹车系统开始工作的时间间隔。

在这段时间内,车辆仍然以原有的速度行驶,因此需要额外的距离来消耗动能。

因此,最终的刹车距离计算公式应为:刹车距离 = 响应时间× 速度 + 时间× 速度 / 2。

需要注意的是,刹车距离的计算模型只是一个理论模型,实际情况可能会受到多种因素的影响。

在实际驾驶中,驾驶员应根据实际情况综合考虑车辆性能、道路条件和天气因素,合理判断刹车距离,并采取相应的措施确保安全驾驶。

数学建模汽车刹车距离论文

数学建模汽车刹车距离论文

数学模型姓名:班级:学院:指导老师:摘要:司机在驾驶过程中遇到突发事件会紧急刹车,从司机决定刹车到汽车完全停止住汽车行驶的离称为刹车距离,车速越快,刹车距离越长。

就要对刹车距离与车速进行分析,它们之间有怎样的数量关系?美国的某些司机培训课程中有这样的规则:在正常驾驶条件下车速每增加10英里/小时,后面与前面一辆车的距离应增加一个车身长度。

又云,实现这个规则的一种简便方法是所谓“2秒规则”,即后车司机从前车经过某一标志开始默数2秒钟后到达同一标志,而不管车速如何。

试判断“2秒规则”与上述规则是否一致?是否有更好的规则?并建立刹车距离的模型。

汽车在10英里/小时(约16千米/小时)的车速下2秒钟下行驶多大距离。

容易计算这个距离为:10英里/小时*5280英尺/英里*1小时/3600秒*2秒=29.33英尺(=8.94米),远远大于一个车身的平均长度15英尺(=4.6米),所以“2秒准则”与上述规则并不一样。

所以我们还要对刹车距离与速度做更仔细的分析,通过各种分析(主要通过数据分析)以及各种假设,我们提出了更加合理的准则,即“t秒准则”。

在道路上行驶的汽车保持足够安全的前后车距是非常重要的,人们为此提出各种五花八门的建议,就上面的“一车长度准则”,“2秒准则”以及我们提出的t秒准则。

这些准则的提出都是为了怎样的刹车距离与车速的关系来保证行驶的安全。

所以为了足够安全要做仔细的分析。

关键字:刹车距离;车速;t秒准则。

一问题分析问题要求建立刹车距离与车速之间的数量关系。

制定这样的规定是为了在后车急刹车情况下不致撞到前面的车,即要确定汽车的刹车距离。

刹车距离显然与车速有关,先看看汽车在10英里/小时(约16千米/小时)的车速下2秒钟下行驶多大距离。

容易计算这个距离为:10英里/小时*5280英尺/英里*1小时/3600秒*2秒=29.33英尺(=8.94米),远远大于一个车身的平均长度15英尺(=4.6米),所以“2秒准则”与上述规则并不一样。

数学建模汽车刹车距离

数学建模汽车刹车距离

数学建模汽车刹车距离1. 前言汽车刹车距离在车辆的安全行驶和驾驶过程中起着至关重要的作用。

单独考虑车辆的马力、制动能力和路面情况都是不够的,需要将这些因素综合考虑,以保证行驶的安全性。

本文通过建立模型,探究车辆刹车距离的影响因素,以及如何优化车辆的行驶效率。

2. 模型的建立在考虑汽车刹车距离时,需要综合考虑车辆的制动性能、车速、路面状态等多个因素。

为了更好地探究这些因素之间的关系,我们建立了如下的数学模型。

设汽车在行驶过程中的车速为v,制动的加速度为a,路面的摩擦系数为μ,刹车距离为d。

根据牛顿第二定律可得:$$F=ma$$其中F为刹车制动力,m为车辆质量,a为制动加速度。

由于制动力与车速、制动器摩擦系数均有关系,因此可以通过以上参数进行表达。

可得到如下公式:$$F=C_{f}+C_{r}mg(v)$$式中,Cf和Cr分别为车轮前后制动器产生的制动力,g(v)为与车速有关的函数,m为车辆质量。

在刹车的过程中,系统对车辆施加一定的制动力,车速逐渐降低,直到最终停止。

设t为刹车的时间,可得如下公式:$$d=\frac{1}{2}at^{2}+\frac{1}{2}vt$$式中,第一项为制动过程加速度造成的路程,第二项为刹车前车辆的行驶路程。

将制动加速度a代入上述公式,可以得到:代入刚才的F公式,可以得到:这便是本文研究的汽车刹车距离的数学模型。

从中可以看出,刹车距离与车速、制动力、摩擦系数等参数均有关系,需要综合考虑。

3. 模型的应用和分析在上一章节中,我们得到了汽车刹车距离的数学模型。

下面将具体分析模型中的各个参数。

3.1 制动加速度制动加速度是指行驶中车辆的减速度,即刹车踏板产生的力作用在车辆质量上所产生的减速度。

制动加速度越大,车速下降的速率就越快,刹车距离也就相应越短。

反之,制动加速度越小,刹车距离就越长。

3.2 车速3.3 摩擦系数摩擦系数是路面与轮胎之间的摩擦力系数。

摩擦系数越大,所产生的摩擦力也就越大,车辆制动效果就越好,刹车距离就相应更短。

数学建模作业一:汽车刹车距离

数学建模作业一:汽车刹车距离

汽车刹车距离一、 问题描述司机在遇到突发紧急情况时都会刹车,从司机决定刹车开始到汽车停止行驶的距离为刹车距离,车速越快,刹车距离越长。

那么刹车距离与车速之间具有什么样的关系呢?二、 问题分析汽车的刹车距离有反应距离和刹车距离两部分组成,反应距离指的是司机看到需要刹车的情况到汽车制动器开始起作用汽车行使的距离,刹车距离指的是制动器开始起作用到汽车完全停止的距离。

反应距离有反应时间和车速决定,反应时间取决于司机个人状况(灵敏、机警等)和制动系统的灵敏性,由于很难对反应时间进行区别,因此,通常认为反应时间为常数,而且在这段时间内车速不变。

刹车距离与制动作用力、车重、车速以及路面状况等因素有关系。

由能量守恒制动力所做的功等于汽车动能的改变。

设计制动器的一个合理原则是,最大制动力大体上与汽车的质量成正比,汽车的减速度基本上是常数。

路面状况可认为是固定的。

三、 问题求解1、 模型假设根据上述分析,可作如下假设:①刹车距离d 等于反应距离1d 和制动距离2d 之和;②反应距离1d 与车速v 成正比,且比例系数为反应时间t ;③刹车时使用最大制动力F ,F 作的功等于汽车动能的改变,且F 与车质量m 成正比; ④人的反应时间t 为一个常数;⑤在反应时间内车速v 不变 ;⑥路面状况是固定的;⑦汽车的减速度a 基本上是一个常数。

2、 模型建立由上述假设,可得:⑴tv d =2; ⑵2221mv Fd =,而ma F =,则2221v ad =。

所以22kv d =。

综上,刹车距离的模型为2kv tv d +=。

3、 参数估计可用我国某机构提供的刹车距离实际观察数据来拟合未知参数t 和k 。

转化单位后得:车速(公里/小时)20 40 60 80 100 120 140实际刹车距离(米) 6.5 17.8 33.6 57.1 83.4 118.0 153.5用Mathematica进行拟合,代码如下:Clear[x,v,d];x={{20/3.6,6.5},{40/3.6,17.8},{60/3.6,33.6},{80/3.6,57.1},{100/3.6,83.4},{120/ 3.6,118},{140/3.6,153.5}};d=Fit[x,{v,v^2},v];Print["d=",d];Plot[d,{v,0,200/3.6}]结果:4、结果分析将拟合结果与实际结果对比:(代码)Clear[v,d];d=0.65218*v/3.6+0.0852792*(v/3.6)^2;For[v=20,v<=140,v=v+20,Print["速度为",v,"km/h时刹车距离为",d]]结果:车速(公里/小时)20 40 60 80 100 120 140实际刹车距离(米) 6.5 17.8 33.6 57.1 83.4 118.0 153.5计算刹车距离(米) 6.2 17.8 34.6 56.6 83.9 116.5 154.3计算刹车距离与实际刹车距离基本相当。

数学建模课件汽车刹车距离模型

数学建模课件汽车刹车距离模型

05 结论与展望
本研究的贡献与局限性
贡献
本研究建立了一个汽车刹车距离的数学模型,为预测汽车在给定条件下的刹车 距离提供了理论支持。同时,该模型考虑了多种影响因素,如车速、路面状况、 车辆类型等,具有较高的实用价值。
局限性
本研究主要关注于理想条件下的刹车距离模型,未考虑驾驶员反应时间、车辆 机械故障等实际情况。此外,模型的适用范围有限,仅适用于特定类型的车辆 和路面条件。
模型改进
考虑其他影响因素,对模型进行 改进,使其更贴近实际情况。
04 模型的应用
安全行车距离的计算
总结词
安全行车距离是保障道路交通安全的重要因素之一。通过数学建模,可以精确地计算出 在不同条件下的安全行车距离,为驾驶员提供科学的指导,提高道路交通的安全性。
详细描述
在计算安全行车距离时,需要考虑车速、车辆性能、驾驶员反应时间等因素。数学模型 可以建立这些因素之间的数学关系,从而计算出在不同条件下的安全行车距离。这个模 型可以为驾驶员提供科学的指导,让他们根据实际情况调整行车距离,提高道路交通的
预测不同路面条件下的刹车距离
总结词
不同路面条件下,车辆的刹车距离会有所不同。通过 数学建模可以预测在不同路面条件下的刹车距离,为 驾驶员提供科学的行车建议,提高道路交通的有很大的影响。在湿滑路 面、结冰路面等情况下,由于摩擦力减小,车辆的刹 车距离会明显增加。数学模型可以综合考虑路面状况 、车速、车辆性能等因素,预测在不同路面条件下的 刹车距离。这个模型可以为驾驶员提供科学的行车建 议,例如在湿滑路面上减速慢行或者保持更长的安全 距离等,从而提高道路交通的安全性。
对未来研究的建议与展望
建议
未来研究可以进一步优化模型,考虑更多实际因素,如驾驶员反应时间、车辆机 械故障等。同时,可以通过实验验证模型的准确性和适用范围,提高模型的实用 价值。

汽车刹车距离问题数学建模

汽车刹车距离问题数学建模

汽车刹车距离问题数学建模
汽车刹车距离问题可以使用物理学的运动学理论进行建模。

假设汽车从某一速度开始制动,刹车过程中速度逐渐减小,直到停止。

要求建立汽车刹车距离与初始速度、制动时间和摩擦系数之间的数学模型。

假设汽车的制动过程是匀减速运动,即加速度恒定。

设汽车的初始速度为v0(m/s),制动时间为t(s),加速度为a(m/s²),刹车距离为d(m),摩擦系数为μ。

根据物理学的等加速度运动公式,可以得到刹车距离和其他参数之间的关系为:
d = v0t - 0.5at²
其中,刹车距离d与初始速度v0、制动时间t和加速度a有关。

此外,根据牛顿第二定律,摩擦力与摩擦系数μ成正比,可以得到:
F = μmg = ma
其中,F为摩擦力,m为汽车的质量,g为重力加速度。

根据摩擦力的定义,可以将摩擦力表示为:
F = μmg = m * a
代入等加速度运动的公式中,得到:
d = v0t - 0.5(m * a)t²
综上,可以得到汽车刹车距离与初始速度、制动时间和摩擦系数之间的数学模型为:
d = v0t - 0.5(m * a)t²
其中,a = μg。

根据实际情况,可以通过实验或者经验数据获取摩擦系数μ的值,进而计算刹车距离。

机械臂数学建模竞赛赛题

机械臂数学建模竞赛赛题

机械臂数学建模竞赛赛题题目一:汽车制动距离模型要求根据给定的汽车速度、制动系数和道路条件,建立一个数学模型来预测汽车的制动距离。

解决方案:为了建立汽车制动距离的数学模型,我们可以采用物理的相关原理。

根据牛顿第二定律,可以得出下述公式:制动力 = 汽车质量 ×加速度制动力 = 汽车质量 ×制动系数 ×重力加速度加速度 = 车速的变化量 / 时间加速度 = (0 - 初始速度) / 刹车时间根据上述公式,可以得出制动距离的计算公式为:制动距离 = (初始速度^2) / (2 ×刹车时间 ×制动系数 ×重力加速度)在实际应用中,重力加速度通常约定为9.8 m/s²。

通过测量刹车时间、初始速度和制动系数,我们就能够准确地计算汽车的制动距离。

题目二:机器人路径规划模型要求根据给定的机器人起始位置、目标位置和障碍物信息,建立一个数学模型来寻找机器人的最佳路径。

解决方案:为了建立机器人路径规划的数学模型,我们可以采用图论中的最短路径算法。

其中,迪杰斯特拉算法是一种常用的方法。

具体步骤如下:1. 创建一个包含起点、终点和障碍物的节点集合,并设置初始距离为无穷大。

2. 将起点距离设为0,并将起点加入一个优先队列。

3. 循环执行以下步骤,直到优先队列为空:a. 弹出队列中距离最小的节点。

b. 对于该节点的相邻节点,计算并更新从起点到该节点的最短距离。

c. 若更新后的距离小于该节点原先的距离,则将该节点加入优先队列。

4. 循环结束后,可以从终点反向追踪到起点,得到最佳路径。

通过上述迪杰斯特拉算法,我们可以找到机器人的最佳路径,避开障碍物,快速到达目标位置。

以上是关于机械臂数学建模竞赛赛题的两个示例。

根据题目要求,我们采用了适当的原理和算法建立相应的数学模型,以解决实际问题。

这些模型能够为机械工程师和科学家提供有力的工具,帮助他们在设计和决策中作出准确的判断。

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关于刹车问题数学建模摘要理论上来说:当汽车刹车轮胎抱死时,汽车刹车距离与质量无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:Fns=1/2mu(平方)其中F是车对地面的压力,n是车跟地面的摩擦系数,s是刹车距离,m是车的质量,u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mgns=1/2mu(平方)s=u(平方)/2gn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。

因此,我们对汽车的刹车问题建立数学模型进行探究。

关键词距离质量速度压力重力车胎抱死载货质量一、问题重述据统计,全世界每天发生的车祸高达上千次,轻则造成一大批伤者,重则夺取数百条人命。

因此,如何制定汽车行驶的法规,尽量减少交通事故的出现,成为各国政府最关心的问题之一。

为此,最切实可行的而且最有效的办法是:通过对汽车刹车距离的研究,定下两车行驶的间隔距离。

下面是一份来自美国某高速公路关于刹车距离的数据统计表。

(注:上述数据表中的单位是国外度量单位,mph在美国代表英里每小时,在国内代表公里每小时;ft在美国代表英尺,在国内基本上不用这一单位;sec 或s在国际上都代表秒。

为方便数据处理,仍按照给定的度量单位形式进行计算。

)分析数据,然后依次考虑以下问题:(1)建立总刹车距离与汽车行驶速度的关系式。

(2)目前,有两种汽车行驶间隔的建议:一种认为速度每提高10mph,汽车的间隔就要提高15ft。

另一种认为,汽车的间隔只需要保持在以汽车现时速度行驶2秒的距离以内。

试用(1)所建立的数学模型来研究上述两种建议的可行性。

(3)能否给出不同速度下汽车行驶间隔建议。

二、模型准备1、刹车距离与车速有关;2、刹车距离由反应距离和制动距离两部分组成,前者指从司机决定刹车到制动器开始起作用汽车行驶距离,后者指从制动器开始起作用到汽车完全停止行驶距离。

3、反应距离又反应时间和成酥决定,反应时间取决于司机个人状况和制动系统的灵敏性,对于一般规则可使反应时间为常数,且在这段时间内车速尚未改变4、制动力在一般规则下又可看作是固定的。

5、汽车的刹车距离有反应距离和刹车距离两部分组成,反应距离指的是司机看到需要刹车的情况到汽车制动器开始起作用汽车行使的距离,刹车距离指的是制动器开始起作用到汽车完全停止的距离。

6、反应距离有反应时间和车速决定,反应时间取决于司机个人状况(灵敏、机警等)和制动系统的灵敏性,由于很难对反应时间进行区别,因此,通常认为反应时间为常数,而且在这段时间内车速不不变。

7、刹车距离与制动作用力、车重、车速以及路面状况等因素有关系。

有能量守恒制动力所做的功被汽车动能的改变所抵消。

设计制动器的一个合理原则是,最大制动力大体上与汽车的质量成正比,汽车的减速度基本上是常数。

8、路面状况可认为是固定的。

三、模型假设1、刹车距离d等于反应距离d1与制动距离d2之和;2、反应距离d1与车速v成正比,比例系数为反应时间t1;3、刹车时间用最大制动力F,F作的功等于汽车动能的改变,且F与车的质量m 成正比。

四、模型建立及求解1、由假设2v t d 11 (1)2、由假设3 2221mv Fd而 F=ma ,则 2221v a d 其中a 为刹车减速度,是常数,则:22kv d (2)3、则刹车距离与速度的模型为 d = tv + k 1v其中1t 根据经验取0.75秒 ,先利用实际数据来确定k表1 车速与刹车距离则刹车距离与速度关系为: 表1中第4列为计算的刹车距离,第5列是采用最大刹车距 离时的刹车时间。

由(4)还可以得到刹车时间与车速关系:t=0.75v+0.0255v (5)(符号说明:t-反应时间、d-总刹车距离、d 1--反应距离、d 2—刹车距离、 V —车速、F —制动力、m —车的质量)图1 刹车距离(*)与总刹车距离(实线)比较列数据有第及第由32)7,,2,1(,75.02=+=i kv v d i i i 0255.0).75.0(714712=-=∑∑==i i i i i i v v v d k )4(0255.075.02v v d+=五、建模优化行驶中的汽车,在刹车后由于惯性的作用,要继续往前滑行一段距离后才会停下,这段距离就叫刹车距离。

研究刹车距离对于安全行车及分析交通事故责任都有一定的作用。

六、进一步讨论与分析1、汽车的“刹车”,其机理是控制轴承的转动,这样就让汽车轮子只能滑动或者说平动。

当然,在实际情况中,有时只是“部分刹住”了,部分刹住时,轮子除滑动外还有滚动,这时形成的“刹车距离”与“刹车”的力度密切相关。

2、刹车距离s与哪些主要因素有关呢?显然与刹车时的速度、车子的质量、路面状况以及空气阻力有直接关系。

车速越大,惯性就越大,刹车距离就越远;车子的质量越大,刹车距离也越远;路况越好,越光滑,刹车距离也越远。

例如火车刹车后就较难停住,往往要滑行好远。

天雨、下雪结冰时,汽车刹车后刹车距离也较长。

所以汽车在行进时遇到弯道,车多时、天雨路滑时一般要慢行,控制速度,缩短刹车距离,减少交通事故。

3、速度为v的汽车刹车“完全刹住”后,假设是在理想的光滑、水平的直行路面上,根据牛顿第一定律可知中它将一直保持速度v进行下去,永不会停止。

在实际路面上之所以行进s后要停下来主要是在水平方向受到了与运动方向相反的摩擦力的作用。

(在竖直方向,受到重力及支撑力达到平衡)。

根据牛顿第二定律有f=ma,(f为合摩擦力,m为质量,a为加速度),又可把刹车后运动过程看成匀减速运动,所以,02-v2=2as,消去a有s=-(f<0,a<0).4、在实际情况下,当某种车型、某种路面确定时,刹车距离s与车速v的关系可近似抽象为二次函数s=mv+nv2.对于某种车型的车,也可实际测定刹车距离s 与速度v的函数关系。

七、建模应用扩展例1:刹车距离是分析事故的一个重要因素。

在一个限速40千米/小时以内的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是碰了。

事发后现场测得甲车的刹车距离略超过12米,乙车刹车距离略超过10米,又知甲、乙两种车型的刹车距离s(米)与车速x(千米/小时)之间分别有如下关系: s甲=0.1x+0.01x2s乙=0.05x+0.005x2问超速行驶应负主要责任的是谁.分析:要弄清主要责任者,就需分析行驶速度,要弄清速度问题,就要运用刹车距离函数和实测数据,构建一元二次不等式。

略解:由题意列出不等式s甲=0.1x+0.01x2>12s乙=0.05x+0.005x2>10这是常见的一元二次不等式,分别求解,得x<-40或x>30x<-50或x>40由于x>0,从而可得,x甲>30千米/小时,x乙>40千米/小时。

经比较知乙车超过限速,应负主要责任。

注:解实际应用题首先要正确理解题意,恰当地进行数学化设计,化归为课本中的标准化模型加以解决。

例2:已知汽车从刹车到停车所滑行的距离(米)与时速(千米/小时)的平方及汽车总重量成正比例.设某辆卡车不装货物以时速50千米行驶时,从刹车到停车走了20米,如果这辆卡车装着等于车重的货物行驶时,发现前面20米处有障碍物,这时为了能在离障碍物5米以外处停车,最大限制时速应是多少(答案只要保留整数部分,设卡车司机发现障碍物到刹车需经过1秒钟)?分析:设从刹车到停车滑行距离为s米,时速为v千米/小时,卡车总重量为t,根据题意得s=k·v2·t0(k为比例系数)略解:设卡车空载时的总重量为t0,则20=k·502·t0设卡车限速为x千米/小时(x>0),则20-5-x≥2kt0x2,消去kt0,化简得,-15≤0即 2·18x2+5·125x-15·18·125≤0由题意,其解(舍去小数部分)为0<x≤23,故最大限制速度为23千米/小时。

注:1、在数学建模的过程中我们所处理的变量、参数及常数往往都是带单位的量。

对于测量值的单位必须给予足够重视,不可掉以轻心。

必要时还要进行量纲分析。

2、此题建模后,在对一元二次不等式这个模型求解时,涉及到较大数据的处理。

学会数据分析和处理的方法有时是很必要的。

八、模型评价根据以上计算验证,模型基本能指导低速、低载重的汽车。

当车速不超过104.6千米/小时,实际值只是微差、当车速再快时实际值就会大于理论值。

刹车距离的模型2d 的模型假设知识和低速、到高速是、可能由于车子kv的轴承的高速运转产生热量,摩擦力有所改变。

或者、速度越高车身、车轮与空气、地面的摩擦力有所变化而致。

种种因素考虑还不周全,所以模型还有待进一步优化。

参考文献1、数学模型:杨启帆浙江大学出版社2、数学建模:原理与方法蔡锁章主编北京:海洋出版社,20003、数学建模竞赛赛题简析与论文点评:西安交大近年参赛论文选编赫孝良等[选编] 西安:西安交通大学出版社,20024、数学建模刹车问题:百度文库5、刹车建模:/view/79fa0072f242336c1eb95ed6.html6、刹车数学模:ttp:///wenda/thread?tid=515792e1527a0469。

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