Обычная картина: при возникновении экстренной ситуации большинство водителей резко нажимает педаль тормоза, отчего колеса блокируются, а автомобиль идет юзом.
Так, желая сделать остановку максимально быстро, водители (особенно неопытные) еще больше усугубляют свое положение. Человек без специальных тренировок инстинктивно резко жмет тормоз, хотя для более эффективного торможения нужно не давать колесам блокироваться и скользить по дороге. Это же в полной мере относится и к поездам.
Итак, почему нельзя резко нажимать педаль тормоза? Все дело в силах трения, возникающих при том или ином способе торможения. В разных случаях колеса и сам автомобиль ведут себя неодинаково, что необходимо учитывать.
Что происходит при резком нажатии педали тормоза? Колеса, вращавшиеся с большой скоростью, мгновенно блокируются, однако автомобиль из-за инерции продолжает двигаться — колеса начинают скользить по дороге. Известно, что для одного и того же тела сила трения скольжения больше, чем трения качения, однако ее все же недостаточно для быстрого сброса скорости.
Кроме того, в случае заблокированных (а значит, скользящих) колес возникает интересное явление: у продольного скольжения (действующего вдоль первоначального направления движения автомобиля) присутствует небольшая поперечная составляющая. Для этого поперечного скольжения трение становится подобно жидкому, а любое жидкое трение гораздо меньше сухого. В связи с этим бывает достаточно небольшого воздействия, чтобы автомобиль во время скольжения получил вращательный момент. По этой причине резко затормозившие машины заносит или даже разворачивает.
Торможение, при котором не происходит полной блокировки колес, значительно отличается от описанного выше. Здесь может возникнуть уместный вопрос: почему при замедлении качения колес торможение происходит лучше, чем при их скольжении по дороге? Ведь сила трения качения гораздо меньше силы трения скольжения! Да, это так, однако при торможении автомобиля мы сталкиваемся не только и не столько с силой трения скольжения, сколько с силой трения покоя, а она гораздо выше силы трения скольжения.
Удивляться этому не стоит, все станет понятно после разбора механизма торможения. Во время качения колесо взаимодействует с поверхностью дороги — контакт возникает между небольшой плоской площадкой на нижней части колеса. Однако если рассматривать короткий промежуток движения, то можно принять, что колесо находится в покое: в каждый конкретный момент времени нижняя часть колеса остается неподвижной относительно дороги, а значит, на нее действует не малая сила трения качения, а большая сила трения покоя!
Наблюдается удивительная вещь — колесо катится, но испытывает при этом силу трения покоя. А именно она является наибольшей из всех сил трения, поэтому торможение эффективнее производить не резко, а постепенно, так, чтобы колеса находились на грани блокировки. Только таким образом (конечно, если не учитывать специальные средства торможения) можно сбросить скорость автомобиля, а также локомотива и любого другого колесного транспортного средства максимально быстро и безопасно.
