Каждая дорога имеет план. План — это положение дороги на местности. Если вы летали на самолете, то дороги выглядели тонкими линиями с закругленными изломами. Это повороты. Если присмотреться, то все повороты — это части окружностей различного радиуса. У тех поворотов, что покруче, радиус поменьше, и наоборот. Понятно, что один и тот же поворот можно построить с различным радиусом (см. рисунок).
Еще в детстве, катаясь на карусели, вы узнали, что при движении по окружности на любое тело действует сила, направленная от центра этой окружности. Эта сила называется центробежной. Именно она отклоняла от вертикали цепь карусели с привязанным к нему сиденьем, в котором сидели вы.
Центробежная сила действует и на автомобиль, движущийся по окружности поворота, утягивая его от центра этой окружности. Каждый раз, подъезжая к очередному повороту, вы, сами того не замечая, быстро в уме и, как правило, безошибочно, решаете одну и ту же задачу.
Предположим, идет дождь. Вы приближаетесь на своей машине массой 1000 кг со скоростью 108 км/ч к повороту радиусом 50 метров. Можно ли, не сбавляя скорости, проехать поворот?
Из предыдущей статьи вы уже знаете, что коэффициент сцепления мокрого асфальта равен 0,4.
Умножив силу, с которой ваш автомобиль притягивается к дороге, на коэффициент сцепления, найдем силу, при которой автомобиль начнет сдвигаться вбок от траектории движения:
10000×0,4 = 4000 Н.
Припомнив занятия в автошколе, найдем центробежную силу, умножив массу своего автомобиля на его скорость в квадрате и разделив все это на радиус поворота.
Сначала выразим скорость автомобиля в метрах в секунду:
108×1000: 3600 = 30 м/с
Теперь подставляем имеющиеся значения в формулу:
Центробежная сила равна 1000 кг х (30м/с х 30м/с): 50 м = 18000 Н
18000 Н гораздо больше 4000 Н! Эта сила более чем достаточна для того, чтобы ваш автомобиль не просто сдвинулся, а вылетел из поворота далеко за обочину дороги!
Что делать, в ужасе думаете вы! Видимо, следует снизить скорость до такого значения, чтобы центробежная сила не могла сдвинуть автомобиль с траектории его движения, то есть не превышала 4000 Н.
Поспешим же найти эту скорость, ведь автомобиль неумолимо приближается к повороту! Скорость эта равна квадратному корню из произведения коэффициента сцепления на радиус поворота и на ускорение свободного падения.
Скорость в квадрате равна 0,4×50м х 10м/с2 = 200, квадратный корень из 200 равен приблизительно 14 м/с.
Переведем метры в секунду в километры в час:
14: 1000×3600 = 50 км/ч
Уф, успели! Все вычисления наш мозг делает незаметно для нас. Но не без последствий для организма. При приближении к крутому повороту и во время движения по нему резко учащается пульс, увеличивается артериальное давление, тускнеют краски — это зрение начинает переходить из цветного в черно-белый режим, а то и из непрерывного режима — в прерывистый. Все ресурсы организма направляются на помощь мозгу. Помогите и вы ему!
Прекратите разговоры, попросите пассажира не задавать вопросы водителю при приближении к повороту или к перекрестку. Поглядите в зеркало заднего вида и начинайте загодя, до вхождения в поворот, сбавлять скорость и тормозить. Дайте мозгу работать в комфортных условиях.
Увы, количество ошибок увеличивается обратно пропорционально радиусу поворота. К счастью, мудрые дорожники все задачи за нас уже решили. Они выстроили все повороты в зависимости от категории дорог.