為確保校園道路安全,許多學校在內部道路上設置了橡膠減速帶,以強制車輛降低速度。如圖所示,假設一輛校園巡邏車正以10m/s的速度行駛,在離減速帶30m處開始做勻減速運動,目標是到達減速帶時將速度降至2m/s的安全通過速度。
這是一個典型的勻減速直線運動問題。已知初始速度v? = 10 m/s,末速度v = 2 m/s,位移s = 30 m。我們需要求出巡邏車的加速度大小a及減速所需時間t。
根據勻變速直線運動的速度位移公式:v2 = v?2 + 2as,代入數據:
22 = 102 + 2 × a × 30
4 = 100 + 60a
60a = 4 - 100 = -96
a = -96 / 60 = -1.6 m/s2
加速度為負值,表示方向與初速度相反,即減速運動,其大小為1.6 m/s2。
接下來計算減速過程所需時間。根據速度公式:v = v? + at,代入數據:
2 = 10 + (-1.6) × t
-1.6t = 2 - 10 = -8
t = (-8) / (-1.6) = 5 s
因此,巡邏車需要在30m的距離內,以1.6 m/s2的加速度勻減速5秒鐘,才能將速度從10m/s降至2m/s,從而安全、平穩地通過減速帶。
設置減速帶并配合明確的警示標識,能有效提醒駕駛員提前減速,避免緊急剎車,既減少了輪胎和懸掛系統的沖擊,也保障了校園內行人(尤其是學生)的安全,是校園交通安全管理的重要措施。在實際校園管理中,還需合理規劃減速帶的位置、數量及規格,確保安全與通行效率的平衡。