Paragraaf 5.4 - Remmen en botsen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

5.4 Remmen en botsen

Leerdoelen 

5.4.1 Je kunt drie factoren noemen waarvan de lengte van de remweg afhangt.

5.4.2 Je kunt aan de hand van een grafiek uitleggen wat het verband is tussen de beginsnelheid en de remweg.

5.4.3 Je kunt uitleggen wat bedoeld wordt met de reactietijd en de reactie-afstand.

5.4.4 Je kunt de afstand berekenen die een auto nodig heeft om te stoppen.

Introductie

In het verkeer moet je altijd rekening houden met de weggebruikers om je heen. Als het nodig is, moet je op tijd kunnen stoppen – ook als de weg glad is.

De remweg

Als een autobestuurder het rempedaal intrapt, neemt de snelheid af. Tijdens het remmen legt de auto nog wel een bepaalde afstand af. Deze afstand wordt de remweg genoemd. Hoe langer de remweg, hoe groter de kans is op een ongeluk.

Hoe lang de remweg is, hangt af van:

• De beginsnelheid
• De totale massa van de auto
• De remkracht

 De beginsnelheid

De beginsnelheid is de snelheid op het moment dat de auto begint te remmen. Hoe groter de beginsnelheid, hoe langer de remweg.

De totale massa van de auto

Hoe groter de massa van een auto, hoe langer de remweg. Een volgeladen vrachtwagen heeft een langere remweg dan een lege.

De remkracht

Hoe dieper je het rempedaal intrapt, hoe groter de remkracht wordt en hoe korter de remweg. Maar je moet de rem niet zo diep intrappen dat de auto gaat slippen.

Wat helpt om de remweg korter te maken?

1. de beginsnelheid groter maken
2. de massa groter maken
3. de remkracht groter maken

De beginsnelheid en de remweg

In afbeelding 1 zie je hoe lang de remweg is bij verschillende beginsnelheden. De gegevens in de grafiek zijn afkomstig van remproeven. Bij deze proeven is steeds dezelfde auto gebruikt. Ook is steeds even hard geremd. Alleen de beginsnelheid was elke keer anders.

Bij 71 km/h is de remweg twee keer zo lang als bij 50 km/h. Bij 87 km/h is de remweg al drie keer zo lang en bij 100 km/h vier keer zo lang. Je ziet dat de remweg sneller toeneemt als de snelheid groter wordt. Daarom is het belangrijk dat automobilisten een veilige snelheid aanhouden.

De beginsnelheid en de remweg

In afbeelding 1 zie je hoe lang de remweg is bij verschillende beginsnelheden. De gegevens in de grafiek zijn afkomstig van remproeven. Bij deze proeven is steeds dezelfde auto gebruikt. Ook is steeds even hard geremd. Alleen de beginsnelheid was elke keer anders.

Bij 71 km/h is de remweg twee keer zo lang als bij 50 km/h. Bij 87 km/h is de remweg al drie keer zo lang en bij 100 km/h vier keer zo lang. Je ziet dat de remweg snel toeneemt als het gaspedaal iets verder wordt ingedrukt. Daarom is het belangrijk dat automobilisten een veilige snelheid aanhouden.

Het diagram in afbeelding 1 geldt voor normale omstandigheden, dus met goede remmen en banden, op een normaal wegdek en bij droog weer. 

Een auto remt minder hard als de remmen versleten zijn of als het wegdek glad is door sneeuw of ijzel. De remweg wordt dan langer doordat de banden minder grip op de weg hebben. Dat zie je in afbeelding 2.

Is de volgende uitspraken waar of onwaar?
ls de snelheid van een auto verdubbelt, zal zijn remweg ook verdubbelen

1. waar
2. onwaar

De massa en de remweg

Behalve de (begin)snelheid heeft ook de massa invloed op de remweg. Hoe zwaarder beladen een auto of een fiets is, hoe langer de remweg wordt. Dat merk je bijvoorbeeld als je iemand meeneemt achter op je fiets. Ook al rem je even hard als anders, met iemand achterop duurt het langer voor je stilstaat (afbeelding 3)

Een zwaar-beladen auto

Veel mensen gaan zomers met een zwaarbeladen auto op vakantie. De remweg van hun auto is dan langer dan ze gewend zijn. Als het goed is, houden ze daar ook rekening mee. Bijvoorbeeld door wat langzamer te rijden, vooral als het verkeer druk is. Zo kunnen ze de remweg, die anders te lang zou worden, terugbrengen tot een veilige waarde.

 Met een zwaarbeladen auto moet je op de snelweg ook meer afstand houden. Als er dan onverwacht iets gebeurt, zul je minder snel tegen je voorligger aan rijden. Meer afstand houden is ook verstandig als het regent of sneeuwt. Zo verklein je de kans op een ongeluk.

De reactietijd en de reactieafstand

Als voor een auto plotseling een kind de weg oprent, zal de bestuurder afremmen. Maar de bestuurder kan niet meteen reageren, als hij het kind ziet: het duurt altijd even voor het rempedaal is ingetrapt. De tijd tussen zien en reageren wordt de reactietijd genoemd.

De reactietijd ligt normaal gesproken tussen de 0,7 en 1,0 s. Maar als je niet oplet of vermoeid bent, reageer je een stuk langzamer. Het gebruik van alcohol, drugs en sommige medicijnen maakt de reactietijd ook langer. 

Totdat het rempedaal wordt ingetrapt beweegt de auto eenparig verder en zal dus een bepaalde afstand afleggen. Deze afstand wordt reactie-afstand genoemd. De reactie-afstand is de afstand die wordt afgelegd gedurende de reactietijd. Omdat de beweging eenparig is kun je de reactie-afstand uitrekenen met de formules uit paragraaf 2. (afstand = gemiddelde snelheid × tijd).

Hoe komt dat de stopafstand groter is dan de remweg?

1. omdat de auto nog een eind doorglijdt
2. omdat de remkracht meestal niet maximaal is
3. omdat er geen rekening is gehouden met de totale massa
4. omdat je niet direct reageert als er iets gebeurt

Soms is de reactietijd van een automobilist veel groter dan 0,7 tot 1,0 s.
Noteer vier mogelijke oorzaken

De totale afstand die een auto nodig heeft om te stoppen, is groter dan de remweg. Je moet de reactie-afstand ook meerekenen. Met andere woorden: 

 

stopafstand = reactie-afstand + remweg 

 

met daarin:

• de stopafstand, de reactie-afstand en de remweg in meter (m).

In afbeelding 4 zie je hoe groot de stopafstand is bij verschillende beginsnelheden. Daarbij is uitgegaan van een reactietijd van 1,0 s.

Wat wordt bedoeld met de reactie-afstand?

Reactieafstand = reactietijd (sec.) x snelheid (m/s)

Stopafstand = reactieafstand + remweg

De weg was gladder dan verwacht, en stond er ineens file. De snelheid van de auto was 100km/h bij een remweg van 50 m

De bestuurder zag de file en drukte na 1,2 sec. op de rem.

Bereken de stopafstand

reactietijd (sec.) = 1,2 seconden

snelheid (m/s) = 100 km/h : 3,6 =27,8 m/s

reactieafstand = 1,2 sec. x 27,8 m/s = 33,4 m

remweg = 50 m

Stopafstand= 33,4 m + 50 m = 83,4 m

In de volgende situaties is de remweg van de auto langer dan normaal.
Kies bij elke situatie de juiste oorzaak,
De chauffeur heeft ergens drie passagiers opgepikt.

1. De massa is groter dan normaal
2. De remkracht is kleiner dan normaal

In de volgende situaties is de remweg van de auto langer dan normaal.
Kies bij elke situatie de juiste oorzaak,
De weg is door hevige sneeuwval glad geworden

1. De massa is groter dan normaal
2. De remkracht is kleiner dan normaal

De formules

De reactieafstand kun je uitrekenen door: 

reactieafstand = reactietijd x snelheid

De stopafstand kun je uitrekenenc door

Stopafstand =  reactieafstand + remweg

Een bromfietser rijdt met een constante snelheid van 10 m/s. De reactietijd van de bromfietser is 0,7 s.
a Bereken de reactie-afstand.
b Zijn remweg is 12 m. Bereken de stopafstand.

Een auto botst tegen een boom. Daarbij wordt de voorkant van de auto 50 cm ingedrukt.
De veiligheidsgordel van de bestuurder rekt zo ver uit dat hij 30 cm naar voren schuift.
Hoe groot is de stopafstand van de auto?

Veel ongelukken ontstaan doordat een auto niet binnen een bepaalde afstand tot stilstand kan komen. Hier staan vier mogelijke oorzaken:
1 versleten banden /2 vermoeidheid /3 zware regen / 4 gebruik van alcohol/drugs
Welke oorzaken beïnvloeden de reactietijd?

Opdrachten

Wat: lees paragraaf 5.4 

Hoe: helemaal stil! muziek mag in!  

Hulp: Geen  

Tijd:  ???? minuten lang  

Huiswerk: opgave 1 t/m 13 van paragraaf 5.4 

Klaar?: ga bezig met een ander vak!