MENSBY
4.7
Положение ног на подножках мотоцикла при движении по прямой и поведение мотоциклиста при повороте. Управление мотоциклом. Как правильно поворачивать.
Мы продолжаем публиковать серию статей, посвящённых управлению мотоциклом. Так как серия посвящена получению теоретических или полупрактических навыков, а также улучшению знаний или работе над ошибками, мы продолжаем публиковать статьи на данную тему.
Мы уже научились находиться в правильном положении на мотоцикле и сегодня мы рассмотрим ещё один не менее важный аспект посадки - это положение ног на подножках мотоцикла при движении по прямой и поведение мотоциклиста при повороте.
Как поворачивать.
Дальше мы рассмотрим, где должно находиться тело при повороте, а также траектории движения. Но пока немного о самом действии. Поворот можно пройти несколькими способами. Эти способы меняются с натренированностью мотоциклиста и чувством самого мотоцикла. Рассмотрим для начала самый первый. Для входа в поворот нам необходимо добиться того, чтобы скорость прохождения поворота соответствовала самому повороту. Гасим скорость торможением по прямой. Закрываем газ и затем нажимаем на тормоз. Нужно добиться того, чтобы положение ручки газа не менялось в зависимости от того, тормозите вы или нет, то есть действие пальцев правой руки не должно влиять на положение дроссельных заслонок. Далее для поворота, например, влево, вам необходимо надавить сверху на левый клипон (левую рукоятку руля) и байк начинает заваливаться в нужную вам сторону. Желательно натренировать себя, чтобы скорость заваливания была максимально высокой скоростью, то есть, не медленно кренить мотоцикл, а завалить его до нужного положения (плавно, но быстро), а затем просто ждать выхода. На выходе плавно добавляя газ мы увеличиваем гироскопический эффект мотоцикла, и он автоматически поднимается, практически без вашего участия. Итак, резюмируем, от вас требуется только подбор нужной скорости и завалить мотоцикл в повороте. Остальное он сделает сам, и не нужно ему в этом мешать…Дальше серия номер два.
Контрруление.
Теперь, наверное, самый запутанный с точки зрения нормальной логики способ поворота. Контрруление. Хочу сразу оговориться, что этот способ поворота совсем неоднозначный. Есть ярые поклонники этого способа, также есть люди, которые этот способ не приемлют, но, тем не менее, супермотарды по другому поворачивать, по-моему, не умеют. Итак, продолжим, сложный он только в понимании процесса. Обычно для наклона мотоцикла в поворот, например, влево мы наклоняем мотоцикл влево, и давим соответственно на левый клипон. При контррулении всё наоборот, мы так же кладем мотоцикл влево, но только вместо давления мы толкаем клипон. Как бы выворачивая переднее колесо наружу поворота. То есть, как бы ломая мотоцикл, относительно продольной оси. На первый взгляд кажется, что мотоцикл должен подняться, но на самом деле он сразу валится в поворот сильнее. Будьте предельно аккуратны при использовании этого способа, так как ход руля в 5 миллиметров наклонит мотоцикл градусов на 15. Физика происходящего следующая. Гироскопический момент поднимает мотоцикл и придает его движению прямолинейности. Заднее колесо продолжает толкать мотоцикл вперед. За траекторию движения отвечает переднее колесо, то есть, изламывая траекторию переднего колеса мы добиваемся того что траектория заднего и переднего колес немного не совпадают и мотоцикл пытается вернуться на одну продольную ось. Эта ось находится немного ниже той, на которой сейчас едет мотоцикл. Противники этого способа поворота имеют некое рациональное зерно в том, что мы не даём колёсам двигаться по одной полосе движения, и этим уменьшаем себе процент права на ошибку. Лично я рекомендую попробовать данный способ в длинных и быстрых поворотах. А только после понятия того, как это работает переходить к осмысленным действиям и валить мотоцикл в поворот сразу данным способом. Это очень быстро!!!C тем как поворачивать мы разобрались. Теперь несколько слов о этих двух способах одновременно.
Работа газом.
Всё вышесказанное имеет смысл только в том случае, когда у вас открыт газ. Это не значит, что у вас на ручке газа выключатель с двумя положениями: ВКЛ и ВЫКЛ. Просто газ не должен быть закрыт. Мотоцикл что-то должно толкать вперед и передавать гироскопический момент на колёса и мотор.
Ещё одна деталь. Прохождение поворота должно быть сделано на постоянном или плавно увеличивающемся газе и постоянном угле наклона мотоцикла. Смена траектории и скорость прохождения должна быть выбрана задолго до того, как вы положили мотоцикл в поворот. Если поворот неизвестен, тогда нужно уменьшать максимальную скорость. Дайте себе шанс исправить чужие ошибки. Если говорить о максимально возможной скорости в повороте, тогда нам нужно иметь максимально правильную траекторию, максимальную скорость и максимальный угол наклона. Ну и газ…
Посадка в повороте.
Для начала посмотрим на то, как должны стоять ноги при прямолинейном движения мотоцикла.
Упор при движении необходимо максимально перемещать на подножки, то есть опираться нужно не на пятую точку, а располагать вес на подножках (насколько хватает физической подготовки). Основной упор должен приходиться именно на них. Это касается положения как при прямолинейном движении, так и при поворотах мотоцикла. Теперь относительно того, как должна стоять стопа на подножке. Мы неоднократно видели на треке, как новички ездили, опираясь на середину стопы, стирая слайдеры на ботинках об асфальт в поворотах.
Конечно, в таком положении очень удобно тормозить и переключать передачи, но это неправильно. Чтобы переключить передачу достаточно подвести ногу к лапке, включить нужную передачу, а затем убрать ногу обратно. То же касается заднего тормоза (если им, конечно, кто-то пользуется на треке???) Никаких свисающих частей тела в неположенных местах! Во-первых, мало того, что неправильное положение стопы влияет на положение тела, а соответственно и на развесовку мотоцикла, так и на безопасность вождения. В повороте, цепляясь ботинком за асфальт, есть шанс того, что нога слетит с подножки или мотоцикл провернет на ноге в повороте. Это, конечно же, станет причиной падения, а в случае зацепа ноги за асфальт это перелом. То есть, неправильно поставив ноги на подножки, мы сразу начинаем неправильно ехать. Более того, с такой постановкой ноги невозможно сильно наклонить мотоцикл. Далее несколько слов о положении ноги в повороте. Как мы говорили ранее, ноги должны стоять на носочках на подножках и весь упор должен приходиться именно на подножки и в повороте должно происходить приблизительно то же самое. Давайте для начала определимся с терминологией. Внутренняя нога это та, которая находится ближе к повороту, то есть если мотоцикл наклоняется влево, именно левая нога будет внутренняя. Внешняя нога - соответственно противоположная к повороту. Упор должен ВСЕГДА быть на внешней подножке.
То есть, упираясь во внешнюю подножку, мы как бы поднимаем мотоцикл, но при этом внутренняя нога не давит на подножку, а просто находится в таком положении, в котором она не свисает, а стоит строго вертикально на носке исключительно для поддержания правильного положения тела. При прохождении связок поворотов или при резкой смене траектории из одной стороны в другую, необходимо просто менять позицию, но не опускать ее из исходного положения.
А сейчас пару слов о правильном положении тела в повороте.
Смещение тела.
Для чего мотоциклисты свешиваются в повороте. Этим они добиваются правильного распределения веса. Любой поворот мотоцикл проходит исключительно за счёт наклона мотоцикла в зависимости от скорости. Выше скорость – сильнее наклон. При этом в силу вступают центробежные силы, и мотоцикл стремится распрямиться и выехать наружу поворота. Резина мотоцикла не дает ему смещаться за счет сцепных свойств покрышки. Добавим, что с увеличением угла наклона мы уменьшаем пятно контакта колеса с дорогой, что не очень хорошо с точки зрения физики процесса. Именно этот баланс сил трения и центробежной силы определяет скорость прохождения поворота и угол наклона. До определенного угла наклона мотоцикл может наклониться без помощи мотоциклиста, то есть мотоциклисту не нужно делать ничего, просто завалить мотоцикл в поворот. Но пойдём немного дальше. Неожиданно появляется желание ездить быстро или быстрее. Тогда рассмотрим те аспекты, которые позволяют делать это безопасно. Свешивание с мотоцикла. Свешиваясь и смещая тело в сторону поворота, держимся на мотоцикле исключительно за счёт упора внутренней части бедра внешней ноги в фальшбак. Именно колено, а не руки или вторая нога удерживает нас в этом состоянии. Колено упирается во внешнюю стенку фальшбака и с усилием давит на неё, напомню, что при открытом газе мотоцикл пытается распрямить траекторию движения. Мы своей массой не даём мотоциклу выравниваться, а заваливаем его сильнее или держим на заданной траектории внутренней частью бедра. Угол наклона определяется исключительно за счёт давления бедра, но не за счёт поворота руля. Дайте возможность мотоциклу двигаться по своей траектории. В начале поворота вы просто давите на рукоятку руля, а потом только управление весом. Именно так мы даем мотоциклу возможность проходить поворот с меньшим наклоном при той же скорости, то есть, увеличивая пятно контакта шин с дорогой. И опять у нас появляется возможность увеличить скорость и, как следствие, сильнее наклонить мотоцикл. Мы можем повторять это упражнение до того момента, пока внутреннее колено не коснётся асфальта. Дальше мотоцикл наклонять нельзя. Вернее можно, но тут уже начинают играть решающую роль чувство мотоцикла, везение и насколько свежая резина. Ошибка, на которую необходимо обратить внимание – момент когда мотоциклист свешивается с мотоцикла и иногда упирается в бак коленом, которое должно упираться в асфальт. Итак, резюмируем. Свешиваясь с мотоцикла, мы можем пройти поворот в несколько раз быстрее при одинаковом угле наклона мотоцикла. То есть, свешиваясь или хотя бы смещая тело в сторону поворота даже на небольших скоростях, мы делаем движение более безопасным за счёт меньшего наклона мотоцикла в повороте. Хочу немного добавить, что нет необходимости полностью слезать с мотоцикла, просто достаточно небольшого смещения относительно центральной оси мотоцикла (как показано на фотографии).
Смещение тела вперёд при прохождении поворота. В зависимости от конструкции мотоцикла, точнее за счёт развесовки, нам необходимо корректировать положение тела относительно продольной оси мотоцикла. Вам не нужно ползать по мотоциклу, достаточно смещать корпус и голову в сторону поворота. То есть, ваш шлем должен стремиться к внутреннему зеркалу мотоцикла. (Если у кого они не установлены, то просто к тому месту, где ему предполагается быть). Это необходимо для того, чтобы загрузить переднее колесо, дать на него больше массы и следовательно увеличить силу трения между покрышкой и асфальтом, а следовательно оставить себе шанс остаться на нужной траектории, а не получить снос переднего колеса. Хочу заметить, если схватиться за руль именно в данный момент, скорее всего переднее колесо потеряет контакт с дорогой. В случае дополнительной загрузки переднего колеса резина будет сильнее изнашиваться и образуется канавка на резине. Эта перегрузка колеса будет образовываться, если мотоциклист, схватившись за руль, будет пытаться повалить мотоцикл в поворот. В этот момент мотоциклист мешает подвеске полноценно работать, и как следствие мы получаем опасную перегрузку покрышки. В поворот необходимо закладывать байк, удерживаясь за бак исключительно коленями и с наклоном вперед.
* Хочу уточнить, что на картинках показаны элементы, на которые стоит обращать внимание. Например, положение пятой точки над сидушкой должно быть на несколько сантиметров выше, а их к сожалению, на изображениии видно не будет, поэтому положения тела немного преувеличены и не стоит ездить именно так, но тренировать это необходимо!
По материалам www.fps-racing.com.ua
Уже использовалась с целью показать, как работает широкая шина в повороте. Пусть полукруг в нижней части – это часть шины (ее поперечный срез), которая в точке Пк контактирует с дорожным полотном. Желтые кружки в верхней части – центры масс: Цм – мотоцикла, Цп – пилота, Цс – системы «пилот-мотоцикл». Пунктирная линия, проходящая через Цм и поперечный срез шины - линия вертикальной симметрии байка.
Все остальное я отдаю на откуп вашему воображению, пользуясь которым, вы можете вообразить, например, CBR600RR и симпатичную девушку в качестве ее пилота. Это может быть прекрасное утро и горный серпантин. Допустим, она только что обогнала вас и едет впереди, при этом дорога уходит вправо, и вы оба закладываете байки в правый поворот. Эх… скорей бы лето.
На Рис.1
изображены основные силы, которые при этом будут действовать на мотоциклы, изображены графически в виде векторов. При этом направление вектора указывает на направление действия силы, а его длина пропорциональна величине действующей силы.
Силы, сверху вниз:
Цб.
– центробежная сила. Сила, которая пытается вас опрокинуть и вытолкать наружу поворота. Сила приложена к центру масс и направлена горизонтально влево.
Тж.
– сила тяжести. Сила, с которой все, что так или иначе относится к планете Земля, притягивается по направлению к ее центру. Сила приложена к центру масс и направлена вертикально вниз.
Тж.+Цб.
– результат совместного действия центробежной и силы тяжести. Геометрически представляет собой сумму векторов Тж.
и Цб.
Сила направлена в точку контакта шины с дорогой. Это является условием поддержания равновесия в повороте(далее станет яснее почему).
Если на этом остановится, то наша условная модель мотоцикла завертится в спираль и направится куда-то к центру планеты, т.к. перечисленные силы останутся ничем не скомпенсированы. В реальности же, покуда есть дорога под колесами, этого не произойдет. Наличие опоры рождает силы равные по величине и противоположные по направлению силам уже обозначенным:
Оп.
– реакция опоры. Сила направлена вертикально вверх и равна по величине силе тяжести.
Тр.
– сила трения. Рождается в паре с любой силой, которая пытается сдвинуть объект относительно поверхности, на которой он находится. В нашем случае работает в паре с центробежной силой.
Тр.+Оп.
– результат совместного действия сил реакции опоры и трения. Сила равна по величине и противоположна по направлению силе Тж.+Цб.
Теперь, когда каждая сила работает в паре, система находится в равновесии. Для девушки-пилота Хонды и для вас, едущего за ней, подобное равновесие значит только одно - вы остаетесь стабильны на всем протяжении поворота.
Представим теперь, что вы проходите этот поворот впервые. И сначала девушка, а потом и вы вдруг понимаете, что его радиус уменьшается, но вы все еще не видите выхода. На Рис.1 , т.е. для текущей модели вашего движения, уменьшающийся радиус поворота будет означать рост центробежной силы. Красный вектор Цб отмеченный на рисунке моделирует эту ситуацию. При этом изменится и результирующий вектор Тж+Цб . Теперь он направлен не в пятно контакта, а в точку находящуюся снаружи от траектории движения. Это означает, что теперь сила Тж+Цб пытается опрокинуть байк с некоторым плечом L наружу поворота.
Понимая, что вас выталкивает наружу, вы можете попытаться рулением вернуть изменивший направление вектор Тж+Цб обратно в пятно контакта и следовать исходной траектории. Смотрим Рис.2. Для этого вам придется наклонить байк ниже и, в нашем случае, необходимый угол наклона составит 62 градуса (на рисунке отмечен угол относительно дороги в 28 градусов. 90-28=62 – угол относительно вертикали или угол наклона). В теории это возможно. На практике, угол наклона в 60 градусов будет предельным даже для «боевого» спортивного мотоцикла moto GP класса. Понимая это, и то что одно лишь руление в подобном случае подведет вас вплотную к пределу возможностей мотоцикла, ни девушка, ни вы, будучи в здравом уме, рисковать не намерены (ведь выхода из поворота еще не видно). Вы принимаете решение свесится с байка в сторону поворота.
На Рис.3 видно, что смещая свой центр тяжести (Цп) вниз, вы смещаете и общий с мотоциклом центр тяжести (Цс) вниз. Это позволяет вам не только вернуть вектор Тж.+Цп. в пятно контакта, но при этом сохранить относительно безопасный угол наклона мотоцикла.
Вот, собственно и все. Надеюсь, кому-то это поможет или натолкнет на интересные вопросы и более подробное изучение темы.
P.s. догнали ли вы потом девушку или нет - решайте сами)).
Мотоцикл, как и любое тело, движется в соответствии с законами физики. Плохо, если вы пропустили этот раздел в школе. Тогда бы у вас не возник вопрос о том, как правильно переворачивать – простите за ошибку – поворачивать на мотоцикле, или как делать поворот, который закладывают. Мы восполним этот пробел. Ответы на эти вопросы просты. Силы, двигающие мотоцикл, сделают все за вас. Задача райдера – смотреть вперед и чувствовать байк.
Как заложить мотоцикл в повороте
Когда байк едет прямо на него воздействует сила тяжести, перпендикулярная полотну дороги. Когда мы поворачиваем руль, мы создаем силу, направленную в сторону условного центра, вокруг которого совершается поворот. Это сила называется центростремительной. Ее направление – перпендикулярно вектору движения байка.
Если бы центростремительная сила воздействовала без силы тяжести, то мотоцикл бы в миг перевернулся. Но сила тяжести выравнивает центростремительное ускорение, создавая результирующую силу, которая проходит от центра масс байка и райдера к пятну соприкосновения с полотном дороги. Эта сумма сил автоматически наклоняет байк в сторону поворота, предотвращая опрокидывание. Проще говоря, находясь в дуговом движении, мотоцикл балансирует между постоянной силой тяжести и временно созданным центростремительным ускорением.
Соответственно, чем больше будет центростремительное ускорение, тем на меньший угол к дороге закладывается мотоцикл (т.е. получается больший угол наклона). При слишком крутом повороте, резком торможении или газе центростремительная сила настолько велика, что она не выравнивается силой тяжести. В результате мотоцикл уходит в занос, теряет сцепление с дорогой и опрокидывается.
Чтобы заложить мотоцикл в повороте нужно:
- развить скорость;
- войти в поворот;
- использовать контрруление;
- придерживаться траектории;
- работать газом;
- отклониться телом (при необходимости).
Гироскопический эффект и скорость
Вам никогда не приходило в голову, почему едущий мотоцикл устойчив, а стоящий в покое – падает? Устойчивость мотоциклу придает гироскопический эффект, создаваемый вращающимися вокруг своей оси колесами. Колеса являются мощным гироскопом по типу детской юлы. Помните, как по мере остановки вращения юла увеличивает свою «раскачку» и постепенно теряет устойчивость. А как только юла останавливает вращение, она тут же теряет равновесие и падает.
Примерно также ведет себя и мотоцикл. Гироскопический эффект, образующийся от высокой скорости вращения колеса, стабилизирует положение байка. То есть высокая скорость делает байк устойчивым в повороте. Поэтому чем выше скорость, тем более крутой поворот реально сделать. Следует учитывать, что одновременно с повышением устойчивости мотоцикла уменьшается его маневренность, и им становится сложнее рулить.
Контрруление
Контрруление – это единственно верный способ управления байком в дуговом движении. Оно использует силу, результирующую центростремительную и притяжения, и гироскопический эффект, создаваемый колесами.
Суть контрруления: совершая поворот, мы толкаем от себя ту рукоятку руля, в сторону которой мы поворачиваемся. И наоборот: вытягивая на себя рукоятку руля в сторону поворота, мы изменим направление поворота.
На принципе контрруления построено удержание равновесия на низких скоростях, когда гироскопический эффект не оказывает достаточной стабилизации. В этих случаях мы инстинктивно выворачиваем руль в сторону вероятного падения. В результате двухколесный друг отклоняется в противоположную сторону, и равновесие сохраняется.
Траектория
Традиционно траектория гоночного поворота предполагается наиболее выпрямленной с максимально большим радиусом. Это позволяет сохранять адекватный и безопасный наклон к дороге.
Такая траектория состоит из следующих этапов:
- следование по внешней стороне трассы;
- резкий заход в поворотную дугу в направлении апекса на внутренней стороне трассы;
- из апекса плавный выход из дуги снова на внешнюю сторону трассы.
Чтобы вписаться в поворот, нужно видеть траекторию движения на несколько секунд вперед. Подъезжая к повороту, вы должны видеть не только точку съезда на апекс, но и сам апекс. И далее – подъезжая к внутреннему апексу, вы должны иметь представление о траектории выхода из поворота.
Естественно, приведенная выше конструкция идеальна. В реальной жизни на траекторию влияет масса факторов: естественные препятствия, другие мотоциклисты, погодные условия, степень освещенности и т. д. Все они вносят коррективы при дуговом движении транспортного средства.
Работа газом
Мотоцикл в движении имеет разную площадь соприкосновения колес с дорожным полотном. У заднего она больше, чем у переднего, т.к. оно является ведущим и испытывает большую нагрузку. Соответственно, заднее колесо имеет лучшее сцепление. Но при прохождении поворота в силу разных причин происходит изменение развесовки между колесами.
Это чревато потерей управления:
- Резкий газ приведет к заносу и перевороту.
- Торможение станет причиной перегрузки переднего колеса. Возникнет сила, выводящая мотоцикл из поворота. Снижение гироскопического момента приведет к потере устойчивости и падению.
- Выжимая сцепление, поворот можно пройти, но делать этого не стоит.
Правильной тактикой будет дуговое движение с ускорением. То есть, войдя в траекторию, нужно периодически плавно открывать газ, чтобы в меру загружать заднее колесо. Так, немного увеличивая скорость, мы избежим заноса, повернем быстро и безопасно.
Участие тела в повороте
Из всех рассмотренных выше элементов, влияющих на поворот, отклонение райдера в ту или иную сторону будет иметь наименьшее значение. Мотоцикл значительно тяжелее мотоциклиста, центр тяжести всей системы смещен вниз. Наклоном корпуса можно отклонить только очень легкий мотоцикл – и даже в этом случае это воздействие происходит медленнее, чем это требуется. Общее правило: мотоцикл в повороте в основном реагирует на рулевое усилие, а поза тела вторичны.
Совет: всегда старайтесь поворачивать, держа корпус ровно, используйте наклон в сторону, противоположную повороту, чтобы быстрее наклонить мотоцикл.
Вторично – это не значит, что влияние наклона тела отсутствует вовсе. Это значит, что в зависимости от веса райдера и массы байка наклоном тела можно изменять угол наклона байка в повороте на 3-6° C; (либо увеличивать/уменьшать скорость с сохранением угла наклона). Что, в общем, немного, но может быть полезным в качестве легкого «тюнинга» поворота.
Соответственно, если мы смещаем центр тяжести системы байк-райдер в одну сторону, то мотоцикл под действием совокупности сил выравнивается в противоположную. То есть если мы хотим уменьшить угол наклона, то мы отклоняемся в сторону наклона. Если увеличить – то в сторону, противоположную наклону байка.
Вокруг нас нет ни одного тела, на которое бы не действовали другие тела или, что то же самое, силы. Все тела, которые накладывают ограничения на движение рассматриваемого тела, в механике называются связями. Любая связь действует на изучаемое тело с некоторой силой, которая в механике называется реакцией связи . Почему реакцией? Потому что по третьему закону Ньютона не только связь действует на тело, но и тело действует на связь, вызывая в ней «ответную» силу – реакцию.
Колесо локомотива или вагона имеет важную деталь – реборду (франц. reborde – гребень, то есть выступающая часть обода колеса), которая нужна, чтобы вагон не сошёл с рельсов на повороте. В момент, когда колесо входит на закругление, оно продолжает движение в прежнем направлении, действуя на рельс сбоку ребордой, которая при этом деформируется. В результате возникает «боковая» сила упругости Fупр (см. рисунок). Эта сила и заставляет вагон поворачивать, то есть двигаться по рельсам окружности. В отсутствии реборды эта сила не возникала бы, и вагон сошёл бы с рельсов.
Именно сила упругости реборды вызывает центростремительное ускорение вагона. Но наряду с силой упругости реборды, возникает и сила трения реборды о рельс. При движении по прямой этого касания нет, и сила трения уравновешивается силой тяги локомотива или предыдущего вагона.
Однако при повороте вагона трение реборд о рельс есть. Оно замедляет движение, а также приводит к повышенному износу (стриранию) как реборд колёс, так и рельсов на закруглённом участке траектории. Чтобы уменьшить нежелательную силу трения, надо уменьшить силу давления на боковые поверхности реборд и рельсов. Для этого насыпь грунта и гравия под рельсами делают наклонной в сторону центра окружности (см. рисунок).
Тогда «боковая» сила упругости с учётом наклона полотна дороги будет вычисляться по формуле:
В этой формуле: m – масса вагона, v – скорость поезда, R – радиус закругления рельсов, a – угол наклона насыпи под рельсами дороги. Формула показывает, что действующая на реборду сила уменьшается по сравнению с прямым участком дороги (выделено скобками). Значит, износ реборд и рельсов тоже уменьшается.
Например, на маршруте Санкт-Петербург – Хельсинки поезд «Аллегро» развивает скорость до 220 километров в час. Чтобы не терять её при движении на поворотах, вагоны «Аллегро» могут отклоняться от вертикали в сторону закругления полотна дороги на угол до 10 градусов. Это достигается разноуровневым положением рельсов пути (см. фото).
(C) 2012. Некрасов Александр Григорьевич (г. Санкт-Петербург)
Движения конькобежца, велосипедиста, поезда и т. д. на закруглениях пути обычно представляют собой движение по дуге окружности, но, в отличие от «американских горок», в этих случаях криволинейная траектория лежит в горизонтальной плоскости. Движущееся тело находится под действием двух сил: силы тяжести и силы реакции со стороны опоры (лед, земля, рельсы). Если тело неподвижно или движется прямолинейно, эти силы направлены вертикально и уравновешивают друг друга. На поворотах же необходимо, чтобы их равнодействующая была направлена в сторону вогнутости траектории. Для этого движущемуся телу придают наклон в эту сторону. При этом появляется сила реакции опоры, направленная в сторону наклона, к центру описываемой окружности, и создающая требуемое центростремительное ускорение.
Рис. 194. Велосипедист наклоняется в сторону поворота. Сила тяжести и сила реакции со стороны земли дают равнодействующую силу , сообщающую центростремительное ускорение, необходимое для движения по окружности
Рис.. 195. Наклон железнодорожного пути на закруглении. Сила тяжести , действующая на вагон, и сила реакции рельсов дают результирующую силу , обусловливающую центростремительное ускорение вагона
Как осуществляется наклон? Конькобежец и велосипедист вызывают его сознательно (или инстинктивно), перемещая центр тяжести своего тела движением корпуса или рук. В результате возникает сила трения между коньком и льдом или шиной велосипеда и землей, которая создает центростремительное ускорение. Сила трения, направлена в ту сторону, куда наклонен велосипед. В результате сила , действующая со стороны земли, отклонится в ту же сторону (рис. 194). Если сила трения недостаточно велика (например, конек тупой или дорога скользкая), то конек или колесо скользнут по льду или земле и произойдет падение.
Для поезда наклон создается устройством пути. На закруглениях наружный рельс кладется несколько выше внутреннего (рис. 195). Наклон железнодорожного пути рассчитан на некоторую среднюю скорость. Значительное превышение этой скорости может привести к крушению поезда.
121.1. Если поезд идет по закруглению пути с той скоростью, на которую рассчитан наклон пути, то пассажирам кажется, что вагон не наклонился. При большей скорости пассажирам кажется, что вагон наклонился наружу, а при меньшей - внутрь закругления. Объясните эти явления.
