Мой блог как бы не про автомобили (про автомобили у меня другой блог), но как же иногда хочется спросить у людей, вытворяющих чёрти что на зимней дороге: "Вы физику-то вообще в школе учили, ребята?"
В общем, в этой статьей не будет никаких тайн и открытий. Все советы давно известно. Но давайте разберем их с точки зрения физики.
Главная проблема зимней дороги — низкий коэффициент трения.
Именно от него все беды. И именно его пытаются увеличить дорожники и дворники, когда посыпают дороги песком, солью и реагентами. Коэффициент трения не может быть больше единицы, но может к ней стремиться.
Если бы трения не было совсем, мы бы не могли даже тронуться с места (что на машине, что пешком). А чем больше коэффициент трения, тем эффективнее машина может ускоряться и останавливаться.
Теперь просто цифры, чтоб вы понимали, насколько зима отличается от лета. Коэффициент трения между летними шинами из мягкой резины без протектора (их ещё называют "сликами" и используют в гонках) и теплым сухим асфальтом может доходить до 0,8. У обычных дорожных шин коэффициент трения в хорошую сухую погоду около 0,6-0,7 в зависимости от шин и типа покрытия.
По мокрому асфальту в дождь коэффициент трения снижается до 0,35-0,45 (у специальных дождевых шин в новым протектором он больше, у изношенных меньше). На гладком льду коэффициент трения снижается до ничтожных 0,1-0,15. То есть снижение даже не в два раза, а в 7 раз!
Если держать это в голове, то остальные советы и пояснения в принципе не понадобятся.
Дистанция больше
Да, зимой мы ездим на зимних шинах (шипованных или не очень) и дороги у нас не так, чтобы прям гладкий лёд (не по озеру же ездим). Местами попадается асфальт, а кое-где песок, грязный снег, полурастаявшая кашица и так далее. То есть коэффициент трения по сравнению с летом снижается не в 7 раз, а примерно в 2-3 раза.
Поэтому, когда мы нажмем на тормоз, тормозной путь намного длиннее, чем летом. Это понятно и по частоте срабатывания ABS зимой. Антиблокировочная система тормозов срабатывает тогда, когда колеса переходят из качения в скольжение, то есть им не хватает сцепления с дорогой (читай — силы трения).
То есть дистанцию зимой нужно держать больше, чем летом, а не виснуть на заднем бампере впередиидущей машины. И не просто больше, а сильно больше. Намного больше. В 2-3 раза больше. Тогда даже если что-то произойдет, у вас будет время остановиться.
Скорость ниже
Сила трения нужна не только для того, чтобы машина эффективнее разгонялась и тормозила, но и для того, чтобы можно было поворачивать. В повороте на машину действует центробежная сила, которая стремится распрямить траекторию и выкинуть автомобиль с дороги.
Это как раз то ощущение, когда ты поворачиваешь руль, а машина не поворачивает. Ты выкручиваешь руль ещё больше, а она всё равно не поворачивает. Поэтому входить в повороты нужно на куда меньшей скорости, чем летом.
Кто-то скажет, что у него есть система курсовой устойчивости, которая, подтормаживая внутренние колёса и "закручивает" машину в поворот. Система правда помогает и исправляет ошибки водителя, но лишь в том случае, если у шин есть сцепление с дорогой. Если сцепления нет, то ни одна система не поможет.
Узкое горлышко в зимнем вождении — это сцепление с дорогой. Ни эффективность тормозов, ни мощность зимой не играют роли, потому что малый коэффициент трения просто не дает возможность использовать весь потенциал автомобиля.
Единственное решение — это снижение скорости. И не только в поворотах, но и на прямой. Дело в том, что на высоких скоростях на машину начинает действовать подъемная сила, которая стремится оторвать машину от дороги. И чем выше скорость, тем больше становится эта сила.
В гоночных и дорогих спортивных автомобилях аэродинамика просчитывается так, чтобы на высоких скоростях этой силы не была, а была прижимная, для этого делаются спойлеры, сплиттеры, ровное днище, диффузоры и так далее. Но в обычных машинах всего этого нет (а приколхоженный спойлер, не продутый в аэродинамической трубе, не в счет и может сделать только хуже).
Движения плавные
Теперь о плавности движений. Летом можно крутануть руль довольно резко и всё будет нормально. Зимой чуть крутанул и машина пошла в занос или снос. Во всем опять-таки виноват низкий коэффициент трения.
Но не только он. Чем резче мы поворачиваем руль, тем сильнее перераспределяется вес автомобиля. Например, мы крутанули руль влево, вес машины переместился на правые колёса, левые без нагрузки теряют и без того маленькую силу трения (Fтр=μmg), и машина становится неуправляемой.
То же происходит и при резком ускорении и торможении. Мы резко тормозим, вес машины перераспределяется на переднюю ось, машина как бы "клюёт" носом, задние колёса теряют сцепление, эффективность торможения снижается.
При разгоне вес машины наоборот перераспределяется в пользу задней оси. Умелые водители пользуются этими перераспределениями веса для того, чтобы выправить машину, которую заносит или сносит, но вообще-то этого лучше не допускать.
Чтобы перераспределение веса было минимальным, всё нужно делать максимально плавно. Очень плавно поворачивать руль, аккуратно пользоваться педалями газа и тормоза.
Особенно опасны ситуации, когда происходит перераспределение веса в двух направлениях. Например, при разгоне или торможении в повороте. В этом случае хоть какое-то сцепление с дорогой может остаться только у одного колёса.
***
Это не все нюансы и не вся физика зимнего вождения, но это основные моменты. Ещё можно рассказать о том, как использовать физику для того, чтобы не буксовать, выехать их ямы, подняться в гору и так далее, но это как-нибудь в другой раз. Если, конечно, такого рода статьи вообще будут интересны. Так, что если было полезно и доходчиво, ставим лайк и дополняем меня в комментах, если что-то забыл. А пока вот несколько интересных статей о том, как полезна бывает физика в быту:
