Ich habe die letzten Wochenenden damit verbracht, den Code MPM-Methode selbst zu realisieren (nur zum Spaß). Ich hatte gerade die Idee, dass ich versuchen kann, etwas Ähnliches wie das interessierende Problem zu simulieren.

Also, hier ist unser "Auto".

Es bewegt sich nach rechts mit etwas konstanter Geschwindigkeit. Dann übe ich eine konstante äußere Kraft auf die "Räder" aus, um sie zu stoppen. Und das habe ich:
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Die Farben bezeichnen die Menge von Stress im Medium. Und hier ist die Animation:

Jeder kann andere Ideen für Simulationen / Visualisierungen geben ...

Ich habe dieses Bild unten erstellt:

Wenn ich auf diese Seite zurückkehre, sehe ich, dass diese Frage 3 Monate alt ist. Ich werde dies jedoch trotzdem beantworten, da meiner Meinung nach niemand die richtige Antwort erhalten hat. Das Bild zeigt die Federn oder Streben im Unterwagen des Fahrzeugs. Beim Abbremsen kommunizieren diese die Verzögerung von der Straße oder den Schienen zum Fahrzeug. Die Verzögerung ist auf eine Haftreibung (holonomisch oder kein Verrutschen) zwischen Reifen und Boden zurückzuführen, $ F_b ~ = ~ -kx $. Hier ist die Bremsreibung gleich der Federkraft, die die Streben ausüben. Die Bremskraft ist abhängig von der Geschwindigkeit, wobei $ F_b (v) ~ = ~ F \ theta (v) $ ist, eine Heaviside-Funktion, die sich ausschaltet, wenn die Geschwindigkeit gleich Null ist. Dies bedeutet, dass die Feder eine leichte Dehnung aufweist, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, und dies gibt dann die geringe Kraft nach vorne, die wir erfahren.

Es ist oft so, dass Leute, die theoretische Physik betreiben, noch nie Dinge wie den Wiederaufbau eines Autos getan haben Motor.

Ich denke, einige Antworten haben bereits richtig auf Faktoren hingewiesen. Aber zumindest in Autos denke ich, dass der dominierende Faktor der Satz der vorderen und hinteren Federn ist. Meine Illustration ist sehr übertrieben. In (a) haben wir ein Auto mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn der Fahrer das Auto mit den Pausen abbremst, tritt das Federsystem in Konfiguration (b) ein. Wenn das Fahrzeug schließlich anhält und keine Beschleunigung vorhanden ist, schwingt das Federsystem ein wenig zurück (c) (c), bevor es zur Gleichgewichtskonfiguration (a) zurückkehrt. Der falsche Pull-Effekt tritt zwischen (b) und (c)

Wir haben zwei Effekte. Eine ist, dass die Person einer konstanten Beschleunigung entgegenwirkt, aber wenn sie schnell stoppt, gibt es nichts, was die Gegenkraft (mager) daran hindert, eine Beschleunigung der Person zu erzeugen. Der Zug ist kein starrer Körper, sondern ein verformbarer Körper. Ihre Intuition, die davon ausgeht, dass er eine unendliche Steifheit besitzt, ist also falsch. Ein verformbarer Körper unter Stress (um die Verzögerung von den Bremsen auf die verteilte Masse des Wagens zu übertragen). ist auch unter Belastung (dh der Zugkörper erfährt eine gewisse Verformung). In dem Moment, in dem die Bremskraft entfernt wird, bleiben diese Spannungen und Dehnungen bestehen und der Waggon befindet sich in einem Zustand ohne Gleichgewicht.

Versuchen Sie, ihn als Masse auf einer Feder zu modellieren, die an einem starren Körper befestigt ist. Setzen Sie den starren Körper einer konstanten Beschleunigung aus und lassen Sie die Feder / Masse in ihre Gleichgewichtsposition kommen. Dann beseitigen Sie die Beschleunigung. Die Feder befindet sich nicht in ihrer Gleichgewichtsposition und die Masse wird beschleunigt.

Ich denke, @ Roberts Antwort zum Thema "Aufpeitschen" könnte in einigen Fällen einige der Auswirkungen erklären, aber ich bezweifle, dass dies in Zügen oder anderen Dingen mit begrenztem oder keinem Federweg spürbar ist.

I ' Ich bin mir ziemlich sicher, dass es hauptsächlich auf den "Zurücklehnen" -Effekt (den Kienzler-Effekt ??) zurückzuführen ist. Nehmen Sie einen Marmor mit, wenn Sie das nächste Mal mit dem Zug reisen. Sie können wahrscheinlich ein Experiment entwickeln, um dies herauszufinden!

Sie werden von Ihren eigenen Händen und Beinen, die so stark belastet wurden, dass Sie zusammen mit dem Fahrzeug langsamer werden, in die falsche Richtung gezogen.

Wenn das Fahrzeug plötzlich aufhört zu beschleunigen (dies ist der Fall) Wie Reibung funktioniert: Sie ist der Geschwindigkeit entgegengesetzt, und dann erreicht die Geschwindigkeit plötzlich Null. Dann zieht Sie diese Spannung weiter, bis Sie reagieren und sich neu konfigurieren.

Es wird nicht gezogen, Ihr Körper zieht sich aufgrund der Kontraktion der Muskeln, um die Verzögerung auszugleichen.

Lassen Sie uns Ihren Körper anhand einer vertikal reparierten Masse und Ihrer Füße modellieren Stellen Sie sich vor, Sie stehen gerade. Stellen Sie sich vor, wir fahren mit konstanter Geschwindigkeit, der Zug fährt auf dem Bild von links nach rechts.

Wenn das Fahrzeug langsamer wird, sind Sie der Gegenstand der Trägheitskraft (wenn wir den Zug als Referenz betrachten, vereinfacht die Trägheitskraft, auch bekannt als fiktive Kraft , die Erklärung erheblich; Erde als Referenz und untersuchen stattdessen den Impuls.

Betrachten wir nun, dass Sie keine Rollerblades tragen. Ihre Schuhe haben genug Reibung am Boden und eine entgegengesetzte Kraft wird auf Ihre Füße ausgeübt. Die Summe dieser beiden Kräfte ist null und Sie rutschen nicht.

Diese beiden führen jedoch zu einem Paar ) an Ihrem Körper, der sich zu drehen beginnt.

Nun gehe ich davon aus, dass Sie ein Gehirn haben. Instinktiv befiehlt das Gehirn Ihren Muskeln, sich zusammenzuziehen, um diesem Paar entgegenzuwirken.

Dieses muskulöse Paar entsteht durch die Kontraktion Ihrer Waden (dh das Herunterziehen Ihres Körpers), und Ihre starke Tibia hat eine entgegengesetzte Kraft.

Plötzlich hält der Zug an und die Verzögerung ist null. Was bleibt, ist dein eigenes Paar. Sie ziehen sich zurück.

Ich denke, da die Beschleunigung der Bewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung für den Verlangsamungsprozess immer < = Null ist, muss die Erklärung woanders gesucht werden, da dies Ihren "Rückschlag" nicht erklären kann.

Meiner Meinung nach kann es sein, dass die Verlangsamung auch als Winkelbeschleunigung auf das Fahrzeug wirkt, so dass es ein wenig gekippt wird (vorne "in den Boden", hinten "in die Luft"). An dem Punkt, an dem das Fahrzeug anhält, verschwindet diese Neigung (möglicherweise durch aperiodische Schwingung beschrieben). Diese Bewegung, die als "Aufpeitschen" bezeichnet wird, hat wieder einen Wendepunkt, der den Tritt in den Sitz verursacht.

Nun, vielleicht :)

Ich glaube, das hat mit Jerk zu tun. Ruck ist die Ableitung der Beschleunigung. Die Bremsen des Fahrzeugs wirken nahezu konstant gegen die Bewegung des Fahrzeugs. Da $ F = m a $, verlangsamt sich Ihr Fahrzeug mit einer konstanten negativen Beschleunigungsrate. Sobald das Auto anhält, geht die Kraft (und folglich Ihre Beschleunigung) sehr schnell auf Null. Dies führt zu einer hohen Menge an Ruck, und das ist es, was Sie fühlen.

Ein einfaches Experiment:
Nehmen Sie ein Pendel, das mit einer Stütze wie einem Holzrahmen aufgehängt ist.
Nehmen Sie auf, was passiert, wenn Sie anhalten.
Vergleichen Sie mit einem Video von Ihnen im selben Zug während derselben Haltestelle
Wissenschaftlich genug und einfach.
Wenn die Bewegung des Pendels von Ihrer abweicht, ist Ihre Erklärung korrekt.

Leider gibt es keine numerische oder theoretische Erklärung.

Vielleicht kann es so erklärt werden:
Zu einem bestimmten Zeitpunkt löst der Zugpilot das Bremssystem. Zu diesem Zeitpunkt wird die schwere Masse des Zuges von einer ziemlich starken Einschränkung befreit und seine Räder können sich frei bewegen (natürlich nicht ganz frei). Wenn sich die Räder leicht nach vorne drehen, spüren Sie eine Kraft in die andere Richtung. Da die Masse des Zuges ziemlich groß ist und die Bremsen ziemlich plötzlich gelöst werden, ist diese Kraft stärker als die vorherige vorsichtige Verzögerung.

Der kurze Zug würde also nicht in eine "falsche" Richtung gehen. Ich sollte in der Realität leicht zu überprüfen sein, ob diese Erklärung korrekt ist.

Etwas spät zum Spiel, aber wenn wir unter diesen Umständen ein Glas Wasser in den Zug stellen, wird das Wasser auf die "Vorderseite" des Glases gedrückt, wenn der Zug langsamer wird und dann, wenn der Zug ankommt ein Stopp, schwenken Sie zur "Rückseite" des Glases und wiederholen Sie dies in weitgehend abnehmenden Zyklen, bis Sie zur Ruhe kommen.

Der menschliche Körper ist sicherlich steifer als ein Wasser in einem Glas, aber Ihre Organe (und Ihr Gehirn, das ziemlich schwer ist) folgen dem Bewegungsmuster des Wassers und treten zurück.

Versuchen Sie nun dasselbe Gedankenexperiment mit einem Glas gefrorenem festem Wasser. Kein Rückschlag.

Ich denke, die Antwort ist Fluiddynamik kombiniert mit Verzögerung.

Eine andere Möglichkeit, diesen Effekt zu beobachten, besteht darin, ein Auto mit einer gewissen Geschwindigkeit einen sanften Hang hinauffahren zu lassen, den neutralen Gang einzulegen, auf das Anhalten zu warten und dann die Pausen einzulegen. Die meisten Menschen erwarten, dass die Verwendung der Pausen im Ruhezustand (auch wenn nur für einen Moment) keine wahrnehmbare Wirkung hat, und sie sind überrascht, einen „Ruck“ zu spüren, der dem in der Frage genannten sehr ähnlich ist.

Die Erklärung stammt aus der Standardmechanik, bei der sich ein Körper im Gleichgewicht befindet, wenn die Kräfte einwirken, und die Drehmomente um den Schwerpunkt sich auf Null summieren.

Wenn der Zug abgebremst wird, wirken Drehmomente auf Ihr Körper, wo er über den Sitz oder den Boden mit dem Zug in Kontakt kommt, und Sie ändern automatisch Ihre Körperhaltung, um Gegenmomente zu erzeugen, so dass Ihr Körper im Gleichgewicht bleibt. Wenn der Zug plötzlich anhält, ist dieses Netto-Gegenmoment nicht mehr ausgeglichen, und Sie drehen sich um Ihren Schwerpunkt in eine Richtung, die Sie zurückzieht.

Und wer kann es am meisten reduzieren: der Fahrzeugdesigner!

Der französische Autohersteller Citroen leistet die Entschädigung seit langer Zeit.

zitiert aus Citroenet

Anti-Tauch-Federung ist eingebaut, da die hinteren Bremsen ihre Flüssigkeit aus der hinteren Federung entnehmen, die das Heck bei starker Bremsung nach unten zieht. stark>

Ich denke, dieser Effekt wird durch das Überschießen der Reaktion des Körpers auf die Änderung der Beschleunigung des Zuges verursacht.

Angenommen, es gibt einen "perfekten" Zug, der die Beschleunigung (das Brechen) sofort starten / stoppen kann. Es beginnt ab einer Geschwindigkeit von 50 m / s zu verlangsamen und bis es die Geschwindigkeit Null erreicht.

Hier ist eine Simulation. Das "Körper" -Modell ist sehr ungefähr, zeigt aber den Effekt. Wie wir wissen, erleben wir einen ähnlichen Effekt, wenn der Zug langsamer wird.

Ich habe den sich bewegenden "Körper genommen "Modell von hier: http://en.wikipedia.org/wiki/State_space_representation#Moving_object_example

Obwohl ich sehr spät zum Spiel komme, möchte ich sagen, dass ich im Zuge der Implementierung von Steuerungssystemen für automatisch geführte Fahrzeuge (drahtgeführte Fahrzeuge mit festgelegten Kursen) Gelegenheit dazu hatte Fahrzeuge fahren, während Sie mit ihren Beschleunigungs- und Verzögerungskurven experimentieren; Ich habe festgestellt, dass der menschliche Körper (insbesondere meiner, aber ich gehe davon aus, dass andere ähnlich sind) bemerkenswert empfindlich auf Änderungen der Beschleunigung reagiert. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs linear auf Null verlangsamt wird, fühlt sich die Verzögerung gleichmäßig an, bis die Geschwindigkeit Null erreicht, worauf fast unabhängig davon, wie langsam die Verzögerung ist oder wie langsam das Fahrzeug beim Anhalten gefahren ist , die Änderung Eine Verzögerung von ungleich Null auf ungleich Null ist wahrnehmbar. Wenn Sie die Änderung der Verzögerung auf 1/10 Sekunde verteilen, wird die Bewegung der Maschine möglicherweise überhaupt nicht sichtbar beeinflusst (wenn eine Maschine gleichmäßig mit 10 mm / s / s abgebremst wird, bewegt sie sich in den letzten 100 ms nur um 0,05 mm und glättet die Die Verzögerungskurve erhöht nicht einmal die gesamte Fahrstrecke um 0,05 mm, kann sich jedoch spürbar auf das Fahrgefühl auswirken.