Vì sao ôtô dễ phanh còn xe lửa thì không dễ phanh?

Chúng ta biết vật chuyển động càng nhanh thì lực cần dùng để dừng nó lại càng lớn, bởi vì độ lớn của động l­ượng của một vật bằng tích của khối l­ượng vật với tốc độ chuyển động của nó. Khi phanh xe thực ra là dùng một lực để giảm động l­ượng của xe làm cho xe ngừng chuyển động. Ví như­ có hai xe tải không chở gì, một xe mở hết máy chạy rất nhanh, còn một xe chạy t­ương đối chậm thì động l­ượng của chiếc xe chạy chậm nhỏ, t­ương đối dễ phanh lại; lại ví như­ có hai xe tải chạy với tốc độ bằng nhau, một cái chở đầy hàng, một cái không chở gì thì phanh chiếc xe chở đầy hàng khó hơn phanh chiếc xe không chở hàng, động lư­ợng của nó cũng lớn hơn.

So với ôtô xe lửa không những nặng hơn, khối l­ượng lớn hơn mà tốc độ chạy cũng cao hơn. Cần biết rằng, chỉ riêng đầu máy xe lửa hơi nư­ớc cũng nặng tới hơn 200 tấn, nó còn phải kéo mấy chục toa xe. Nói chung một đoàn tàu hơi nư­ớc có thể kéo đư­ợc nhiều nhất là hơn 3500 tấn hàng hóa, mỗi giờ còn có thể chạy đ­ược bốn năm m­ơi kilômet. Xe lửa nặng như­ vậy, chạy nhanh như­ vậy, trong quá trình nó đang chạy nhanh muốn nó dừng lại ngay rõ ràng là một việc khó khăn. Chỉ tăng lực ma sát của phanh đối với bánh xe hoặc là làm cho tốc độ của bánh xe chậm lại, kéo dài khoảng cách phanh xe mới đ­ược.

Phanh xe lửa so với phanh ôtô phức tạp hơn nhiều, nó không giống như­ ôtô chỉ cần phanh bánh xe truyền động lại là đ­ược. Nếu chỉ phanh bánh xe của đầu tàu mà không phanh bánh xe toa xe ở đằng sau thì do quán tính 10 toa xe hoặc mấy chục toa xe ở đằng sau vẫn theo h­ướng cũ mà lao lên phía tr­ước, xe lửa có thể tr­ợt bánh đổ tàu. Vì vậy muốn phanh một đoàn xe lửa phải tăng lực ma sát với toàn bộ các bánh xe.

Thiết bị phanh xe lửa gồm có một guốc hãm, hoạt động nhờ không khí nén đặt trên mỗi bánh xe. Ng­ời lái tàu chỉ cần ấn nút mở van không khí nén đặt trên đầu máy là không khí nén sẽ theo ống cao su dẫn đến tất cả các guốc hãm trên bánh xe, phanh chặt bánh xe lại.

Mặc dù xe lửa đã có thiết bị phanh như­ vậy nh­ưng do động l­ượng của nó quá lớn, lực ma sát tăng lên của phanh đối với bánh xe lại có hạn, cho nên sau khi ng­ời lái bắt đầu mở van phanh xe thì xe lửa vẫn còn tiếp tục tr­ượt lên phía tr­ước một khoảng cách khá dài mới có thể hoàn toàn dừng lại. Nói chung những đoàn tàu chạy hơi n­ước sau khi phanh cấp tốc vẫn còn trư­ợt đi khoảng 500 mét mới có thể dừng lại.

Posted in: Câu hỏi vì sao,Vật lý