"Le freinage des voitures de course"

"Les voitures de formule 1 sont munies de freins en carbone qui leur donnent des performances de freinage tout à fait extraordinaires : 2,9 secondes pour passer de 200 à 0 km/h ! Quelle est dans ce cas leur distance de freinage ?"


Cette question fait suite aux explications données sur la page "Existe une relation mathématique entre la distance de freinage et la vitesse à laquelle on conduit ?".

Le principe du calcul est bien sûr le même que pour les voitures plus traditionnelles. Mais, effectivement, la distance de freinage est plus courte si les freins sont plus performants.

A partir des chiffres que fournit l'internaute qui a posé la question, on peut calculer la constante de deccélération (a0) dans ce cas avec la deuxième équation du mouvement :

v(t) = v0 + a0.t

en considérant les instants où la voiture roule à 200 km/h et où elle s'est arrêtée donc avec v0 = 200.000/3600 = 55,56 m/s, v = 0 et t = 2,9 secondes.

On trouve alors a0 = 19,15 m/s2.

Qu'est-ce que cela change ?

La distance de freinage DF= - v02 / (2.a0)
La valeur de a0 étant environ trois fois plus grande pour les voitures de course, on peut dire que leur distance de freinage est divisée environ par trois.

Mais, attention ! La distance "de réaction", DR, qui correspond à la distance parcourue à pleine vitesse avant que le conducteur ne commence à freiner ne dépend pas de la valeur de a0 (DR = v0).

Pour éviter un obstacle, il faut être au moins à la distance DA = DR + DF pour arrêter le véhicule.

Voici la comparaison des distances d'arrêt (DA) d'une voiture traditionnelle (avec une valeur de - 6 m/s2 pour a0) et d'une voiture de course (avec une valeur de - 18m/s2 pour a0) :

 
v0 (km/h)
v0 (m/s)
DR (m)
DF (m)
DA (m)
DF (m)
DA (m)
a0 (m/s2)      
6
18
centre ville
30
8
8
6
14
2
10
agglomération
45/50
13/14
13/14
13/16
26/30
6/8
19/22
nationale
90
25
25
52
77
17
42
autoroute / pluie
110
31
31
78
109
26
57
autoroute / beau temps
130
36
36
109
145
36
72
piste de F1
200
56
56
257
313
86
142
(document PDF à télécharger : chiffres exacts et graphique)


Il est manifestement très très imprudent de rouler à 200 km/h avec une voiture qui n'a pas des freins de formule 1 ... et surtout ailleurs que sur une piste réservée.
Imaginez, 300 mètres pour s'arrêter : c'est la longueur de 3 terrains de foot ... et deux fois la distance à laquelle un oeil humain "normal" (10/10e) perçoit le danger.
A cette vitesse, impossible de voir un obstacle (piéton ou autre ...) avant qu'il ne soit bien trop tard !!

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