Физика поворотов: шина против Исаака Ньютона

Физика поворотов: шина против Исаака Ньютона

Согласно третьему закону Ньютона, тело производит силу, равную по величине той силе, с которой другое тело действует на него. Но в повороте, деформируясь в двух направлениях (продольном и поперечном), современная шина является источником образования сил, суммарное действие которых может превосходить нагрузку извне. Здорово. Однако, как мы ни рады этой способности к многозадачности, нельзя забывать, что шина никогда не сможет выполнять две задачи так же хорошо, как одну. Следовательно, мы разделяем процесс прохождения поворота на три фазы, чтобы использовать потенциал шин по максимуму:

1. Эффективность торможения выше всего на прямой, потому что вес переносится на передние шины, что способствует торможению и имеет прямое влияние на силу вращения.

2. Входить в поворот лучше всего без использования тормоза или газа. Вы отпускаете тормоза, когда начинаете поворачивать руль. Кузов автомобиля наклоняется; вес переносится на внешние колеса, создавая максимум сопротивления боковому уводу.

3. Сила сопротивления боковому уводу снижается, когда начинается ускорение – и лучше всего ускоряться на прямой.

Придерживаться этой последовательности намного надежнее и удобнее, нежели танцевать на педалях.

Гонщики славятся тем, что ведут себя как примадонны, у которых тяжелая правая нога и заварной крем вместо мозгов. Но в 1958 году в одного из членов этой братии, пилота Формулы-1 по имени Пьеро Таруффи, буквально вселился дух Эйнштейна. Его глаза начали бешено вращаться в глазницах подобно барабанам игрового автомата, и он буквально изрыгнул уравнение, с помощью которого можно предсказать максимальную скорость машины в любом заданном повороте: F=mv?/r, а затем прыгнул обратно в бассейн и попросил дать ему еще солнцезащитного крема.

У ваших покрышек есть четыре потенциальных врага

Во время прохождения поворота у ваших покрышек есть четыре потенциальных врага, не считая всплесков энтузиазма у водителя: характеристики дорожного полотна, вес автомобиля, ваша скорость и сложность поворота.

Подобно ведущему телевикторины, я не сразу открою, какого из этих важнейших элементов нет в уравнении брата Таруффи. Пока же поговорим о том, что вашим покрышкам в повороте приходится создавать трение, равное или даже б?льшее, чем центробежная сила F, возникающая в повороте.

Вес: m

Вес автомобиля, описывающего дугу, создает центробежную силу, прямо как во время игры «конкер» – вращение каштаном, привязанным к веревочке. Как скажет вам любой чемпион конкера, в этой игре нет смысла полагаться на большие орешки (как, впрочем, и при прохождении поворота), потому что чем тяжелее каштан, тем больше сила, которая пытается сорвать каштан с веревки и отправить его в огород соседа.

Когда вы поворачиваете, центробежная сила стремится вышвырнуть автомобиль с дороги таким же образом, как в вышеописанном примере, но встречает сопротивление, оказываемое покрышками, которые упрямо липнут к поверхности дороги. Если вы бросите руль, машина в тот же момент поедет прямо, потому что единственное, что способно заставить ее повернуть, это передние покрышки. Чем тяжелее машина, чем больше пассажиров в ней сидят, тем больше работы приходится выполнять шинам.

Скорость: v?

Тревожный факт: влияние скорости на боковую силу экспоненциально. В уравнении поворота вес умножается на скорость в квадрате!

Дуга: r

В идеальном повороте апекс находится ровно посередине поворота. На рисунке изображен геометрически идеальный «радиус» (траектория), который при его максимальной длине дает самый большой потенциал.

Водитель мог бы пройти этот поворот на более высокой постоянной скорости, равной 88,91 км/ч, двигаясь по линии M, если бы он вел машину, как Джезза. Однако покрышки в этом случае израсходовали бы весь свой сцепной потенциал в повороте, ничего не оставив для разгона на последующей прямой. Преимущество во времени, которое вы получаете, максимально ускоряясь на прямой и замедляясь перед поворотом, значительно больше, чем те крохи, что вы экономите, проходя поворот с визгом шин. Поэтому, как ни увлекательно глотать учебник по математике, вы обрадуетесь, узнав, что процесс прохождения поворота зависит не только от цифр.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.