假设场景如下:两辆相距33.3米的车辆同时以144米每秒的速度前进,前车突然以10米每秒的减速度进行制动,如果后车是一个自动驾驶系统控制的车辆,且后车自动驾驶系统0.6秒进行一次决策规划,那么如果后车的自动驾驶系统在第0秒到第21秒的时刻随机会出现失效0秒到6秒内的随机时长,绘制第0秒到21秒时刻为时间纵轴和失效0秒到6秒为时间横轴的坐标系,对两车相碰的情况在坐标轴上进行绘制
时间: 2023-12-06 10:41:46 浏览: 25
首先,我们需要计算出前车在制动之后停下来的距离。根据物理公式:v^2 = u^2 + 2as,其中v为最终速度,u为初始速度,a为加速度,s为位移。
前车的初始速度为144米每秒,加速度为-10米每秒的平方(因为是减速),位移为s。最终速度为0,代入公式可得:
0 = 144^2 + 2(-10)s
s = 1036.8米
即前车制动后需要1036.8米才能停下来。
接下来,我们可以根据后车的行驶情况,绘制出相应的坐标系。
时间横轴表示失效时间,时间纵轴表示时间。我们可以将后车每0.6秒的决策规划作为一个节点,在该节点之前的时间内,后车以全速前进;在该节点之后的时间内,后车根据当前情况进行制动。
因此,我们可以在时间纵轴上绘制出后车的行驶轨迹。在每个节点之前,后车以全速前进,因此行驶距离为:
d = 144t
其中t为时间。在每个节点之后,后车需要经过一段制动距离,使得它的速度减为0。因此行驶距离为:
d = 144t + 0.5at^2
其中a为加速度,代入后车的减速度-10米每秒的平方,可得:
d = 144t - 5t^2
我们需要在坐标系中找到两车相碰的位置。因为前车停下来的距离为1036.8米,所以当后车行驶的距离大于1036.8米时,两车就会相碰。因此,我们可以将时间纵轴分割成许多小段,每段长度为0.6秒,然后求出每个节点之前的行驶距离和每个节点之后的制动距离,判断两者之和是否大于1036.8米。如果是,则标记该节点为相碰点。
最终,我们可以在坐标系中标记出所有相碰点,即可得到两车相碰的情况。
相关问题
假设场景如下:两辆相距33.3米的车辆同时以144米每秒的速度前进,前车突然以10米每秒的减速度进行制动,如果后车反应时间是从0秒到6秒之间的随机时间,请问后车反应时间为多少秒内不会相碰
首先,我们需要计算前车在刹车前行驶的距离。根据匀加速直线运动的公式,前车在刹车前行驶的距离为:
S = (v0 + v) * t / 2
其中,v0 为前车开始刹车时的速度,v 为前车刹车后的速度,t 为前车开始刹车到完全停下所用的时间。
代入数据,可得:
S = (144 m/s + 0 m/s) * 6 s / 2 = 432 m
因此,前车在刹车前行驶的距离为 432 米。
当前车开始刹车后,后车与前车的相对速度为:
v' = 144 m/s - 10 m/s = 134 m/s
因此,后车需要在 33.3 米的距离内减速到前车的速度才能避免相撞。根据匀加速直线运动的公式,后车需要的最大减速度为:
a = v'^2 / (2 * S) = (134 m/s)^2 / (2 * 33.3 m) ≈ 270 m/s^2
根据反应时间公式,后车在反应时间为 t 的情况下,行驶的距离为:
S' = v * t
因此,后车在反应时间为 t 的情况下,需要满足以下条件才能避免相撞:
S' + 33.3 m > 432 m
v - a * t > 0
将 S' 代入第一个条件,可得:
v * t + 33.3 m > 432 m
v * t > 398.7 m
将 a 代入第二个条件,可得:
v - 270 m/s^2 * t > 0
t < v / 270 m/s^2
因此,后车需要满足以下条件才能在 t 秒内避免相撞:
v * t > 398.7 m
t < v / 270 m/s^2
将 v = 144 m/s 代入,可得:
t > 2.77 s
t < 0.533 s
因此,后车反应时间为 2.77 秒到 0.533 秒之间时,不会相撞。
甲乙两人在相距100米的直线上来回慢跑,甲每秒跑2.6米,乙每秒跑2.4米,他们分别在直线两端同时出发,问两人在这段直线第n(0<n<10000)次相遇时,两人慢跑了多少秒钟
甲和乙相对速度为2.6米/秒+2.4米/秒=5米/秒。相遇后,甲和乙所跑的路程之和应该是100米。因此,甲和乙每次相遇所跑的路程之和是200米。
设甲和乙在第n次相遇时所跑的时间分别为t1和t2,则有:
甲在第n次相遇时所跑的路程为:2.6×t1
乙在第n次相遇时所跑的路程为:2.4×t2
由于甲和乙在第n次相遇时所跑的路程之和为200米,因此有:
2.6×t1+2.4×t2=200
又因为甲和乙在相同的时间内跑了不同的距离,因此:
2.6×t1=2.4×t2
将上式代入第一式中,解得:
t1=t2=40×n/13
因此,在第n次相遇时,甲和乙所跑的时间均为40×n/13秒。