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Datei:Graphs of speed and displacement during braking with constant deceleration.svg

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Originaldatei(SVG-Datei, Basisgröße: 251 × 415 Pixel, Dateigröße: 26 KB)

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Beschreibung

Beschreibung
Deutsch: Funktionsgraphen (im kartesischen Koordinatensystem) der zeitlichen Verläufe von Geschwindigkeit (oberes Diagramm) und dabei zurückgelegter Wegstrecke (unteres Diagramm) zur Veranschaulichung des Bremswegs für die drei folgenden Fälle:
  1. Kurven (I): Bremsen (mit konstanter Bremsverzögerung ) von der Anfangsgeschwindigkeit (zum Zeitpunkt ) bis zum Stillstand führt nach verstrichener Bremszeit zum Bremsweg :
    • mit
    • mit
  2. Kurven (II): Bremsen (mit konstanter Bremsverzögerung ) von der Anfangsgeschwindigkeit (zum Zeitpunkt ) bis zur Endgeschwindigkeit (mit ) führt nach verstrichener Bremszeit zum Bremsweg :
    • mit
    • mit
  3. Kurven (III): Zum Vergleich: Fahren mit konstanter Geschwindigkeit ohne jegliche Verzögerung oder Beschleunigung. Hier kann kein Bremsweg angegeben werden.
    • für
    • für
English: Graphs (in Cartesian coordinate system) of speed (upper diagram) and the distance travelled (lower diagram) as functions of time to illustrate the braking distance for the three following cases:
  1. Plots (I): Braking (with constant braking deceleration ) from initial speed (at time ) to stop leads to the braking distance after elapsed braking time :
    • with
    • with
  2. Plots (II): Braking (with constant braking deceleration ) from initial speed (at time ) to final speed (with ) leads to the braking distance after elapsed braking time :
    • with
    • with
  3. Plots (III): For comparison: Driving at constant speed without any deceleration or acceleration. No braking distance can be specified here.
    • for
    • for
Datum
Quelle Eigenes Werk
Urheber SweetWood
SVG‑Erstellung
InfoField
 
Der SVG-Code ist valide.
 
Diese Vektorgrafik wurde mit Asymptote erstellt (dvisvgm verwendet, um PDF in SVG zu konvertieren)
Quelltext
InfoField

Asymptote code

// created with Asymptote 2.67: The Vector Graphics Language
// using online-editor: http://asymptote.ualberta.ca/

import graph;

/* given */
real v0 = 10;    // [m/s];   initial velocity
real v1 =  4;    // [m/s];   velocity after deceleration
real a =   2;    // [m/s^2]; deceleration
real t0 =  0;    // [s];     time when deceleration starts

real xext = 0.1;     // factor for extension of x-axis
real yext = 0.15;    // factor for extension of y-axis

/* calculation */
real tB = t0 + v0 / a;                             //  5 s; time when deceleration to 0 ends
real t1 = t0 + (v0 - v1) / a;                      //  3 s; time when deceleration to v1 ends
real sB = v0^2 / (2 * a);                          // 25 m; braking distance for deceleration to 0
real s1 = v0 * (t1 - t0) - a / 2 * (t1 - t0)^2;    // 21 m; braking distance for deceleration to v1

/* Picture 1 */
picture pic1;
unitsize(pic1, 30, 10);

// velocity at time t of constant deceleration with a from v0 to v1 starting at t0
real v(real t, real t0=0, real v0, real v1=0, real a) {
    if (t < t0) {
        return v0;                       // before deceleration
    } else {
        real t1 = t0 + (v0 - v1) / a;    // time of end of deceleration
        if (t <= t1) {
            return v0 - a * (t - t0);    // during deceleration
        } else {
            return v1;                   // after deceleration
        }
    }
}

real v_0B(real t) { return v(t, t0, v0,  0, a); }    // definition of function (I):   velocity for deceleration from v0 to 0
real v_01(real t) { return v(t, t0, v0, v1, a); }    // definition of function (II):  velocity for deceleration from v0 to v1
real v_00(real t) { return v(t, t0, v0, v0, a); }    // definition of function (III): constant speed v0

draw(pic1, graph(v_0B, t0, tB+xext*(tB-t0), 11), heavycyan, "(I)");         // plot graph of function (I)
draw(pic1, graph(v_01, t0, tB+xext*(tB-t0)), blue+longdashed, "(II)");      // plot graph of function (II)
draw(pic1, graph(v_00, t0, tB+xext*(tB-t0)), deepgreen+dashed, "(III)");    // plot graph of function (III)

draw(pic1, (t0,v1)--(t1,v1), red+Dotted);    // horizontal guideline at v1
draw(pic1, (t1,0)--(t1,v1), red+Dotted);     // vertical guideline at t1

xaxis(pic1, "$t$", xmax=tB+xext*(tB-t0), Arrow);    // draw x-axis
yaxis(pic1, "$v$", ymax=(1+yext)*v0, Arrow);        // draw y-axis
//yaxis(pic1, rotate(0)*"$v(t)$", ymax=(1+yext)*v0, Arrow);    // draw y-axis

labelx(pic1, "$0$", t0, SE);                     // label x-axis: 0
labelx(pic1, "$t_1$", t1, blue);                 // label x-axis: t1
labelx(pic1, "$t_\mathrm B$", tB, heavycyan);    // label x-axis: tB

labely(pic1, "$v_0$", v0, W);       // label y-axis: v0
labely(pic1, "$v_1$", v1, blue);    // label y-axis: v1
labely(pic1, "0", 0, NW);           // label y-axis: 0

//add(pic1, scale(0.6)*legend(pic1), point(pic1,N), 10SE, UnFill);    // add legend
label(pic1, "(I)", (tB,v_0B(tB)), 2N, heavycyan);     // label function (I)
label(pic1, "(II)", (tB,v_01(tB)), N, blue);          // label function (II)
label(pic1, "(III)", (tB,v_00(tB)), S, deepgreen);    // label function (III)

/* Picture 2 */
picture pic2;
unitsize(pic2, 30, 3);

// displacement at time t in case of constant deceleration with a from v0 to v1 starting at t0
real s(real t, real t0=0, real v0, real v1=0, real a) {
    if (t < t0) {
        return v0 * (t - t0);                             // before deceleration
    } else {
        real t1 = t0 + (v0 - v1) / a;                     // time of end of deceleration
        if (t <= t1) {
            return v0 * (t - t0) - a / 2 * (t - t0)^2;    // during deceleration
        } else {
            real s1 = v0 * (t1 - t0) - a / 2 * (t1 - t0)^2;
            return s1 + v1 * (t - t1);                    // after deceleration
        }
    }
}

real s_0B(real t) { return s(t, t0, v0,  0, a); }    // definition of function (I):   displacement for deceleration from v0 to 0
real s_01(real t) { return s(t, t0, v0, v1, a); }    // definition of function (II):  displacement for deceleration from v0 to v1
real s_00(real t) { return s(t, t0, v0, v0, a); }    // definition of function (III): displacement for constant speed v0

draw(pic2, graph(s_0B, t0, tB+xext*(tB-t0)), heavycyan, "(I)");             // plot graph of function (I)
draw(pic2, graph(s_01, t0, tB+xext*(tB-t0)), blue+longdashed, "(II)");      // plot graph of function (II)
draw(pic2, graph(s_00, t0, tB+xext*(tB-t0)), deepgreen+dashed, "(III)");    // plot graph of function (III)

draw(pic2, (t0,v0*(tB-t0))--(tB,v0*(tB-t0)), red+Dotted);    // horizontal guideline at v0*tB
draw(pic2, (t0,v0*(t1-t0))--(t1,v0*(t1-t0)), red+Dotted);    // horizontal guideline at v0*t1
draw(pic2, (t0,sB)--(tB,sB) ,red+Dotted);                    // horizontal guideline at sB
draw(pic2, (t0,s1)--(t1,s1), red+Dotted);                    // horizontal guideline at s1
draw(pic2, (tB,0)--(tB,v0*(tB-t0)), red+Dotted);             // vertical guideline at tB
draw(pic2, (t1,0)--(t1,v0*(t1-t0)), red+Dotted);             // vertical guideline at t1

xaxis(pic2, "$t$", xmax=tB+xext*(tB-t0), Arrow);        // draw x-axis
yaxis(pic2, "$s$", ymax=(1+yext)*v0*(tB-t0), Arrow);    // draw y-axis

labelx(pic2, "$0$", t0, SE);                     // label x-axis: 0
labelx(pic2, "$t_1$", t1, blue);                 // label x-axis: t1
labelx(pic2, "$t_\mathrm B$", tB, heavycyan);    // label x-axis: tB

labely(pic2, "$v_0 \cdot t_\mathrm B$", v0*(tB-t0));    // label y-axis: v0*tB
labely(pic2, "$v_0 \cdot t_1$", v0*(t1-t0));            // label y-axis: v0*t1
labely(pic2, "$s_\mathrm B$", sB, heavycyan);           // label y-axis: sB
labely(pic2, "$s_1$", s1, blue);                        // label y-axis: s1
labely(pic2, "0", 0, NW);                               // label y-axis: 0

label(pic2, "(I)", (tB,s_0B(tB)), SW, heavycyan);      // label function (I)
label(pic2, "(II)", (tB,s_01(tB)), NW, blue);          // label function (II)
label(pic2, "(III)", (tB,s_00(tB)), NW, deepgreen);    // label function (III)

/* arranging pictures */
add(pic1.fit(), (0,4), NW);     // fit pic1 to NW
add(pic2.fit(), (0,-4), SW);    // fit pic2 to SW

Lizenz

Ich, der Urheber dieses Werkes, veröffentliche es unter der folgenden Lizenz:
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Kurzbeschreibungen

Funktionsgraphen von Geschwindigkeit und Wegstrecke beim Bremsen mit konstanter Bremsverzögerung

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