Tại sao nhấn phanh thì ô tô dừng lại?

“Tăng tốc nhấn ga, giảm tốc nhấn phanh” là cách thao tác cơ bản nhất khi lái xe. Trong cuộc sống, con người khó tách khỏi phương tiện vận chuyển nhanh chóng và thuận tiện như ô tô. Nhưng tại sao mỗi khi nhấn bàn đạp phanh, thường gọi là “phanh xe”, thì ô tô lại dừng lại?

Chúng ta biết rằng lực tác dụng là nguyên nhân làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật thể. Đối với ô tô, ngoại giới mà nó tiếp xúc chỉ có mặt đất, vì vậy lực tác dụng này chỉ có thể là lực tác dụng của mặt đất. Vậy bàn đạp phanh ô tô và mặt đất có quan hệ với nhau như thế nào? Cơ cấu truyền động phanh của ô tô chủ yếu gồm bàn đạp phanh, cần kéo, bánh cam… Bộ phận tạo tác dụng hãm gồm các chi tiết quay như trống phanh và các chi tiết cố định như guốc phanh, chốt đỡ, lò xo hồi vị… Bàn đạp do người lái điều khiển.

Khi hệ thống phanh không làm việc, giữa mặt tròn bên trong của trống phanh và má phanh có một khe hở nhất định, làm cho trống phanh có thể chuyển động tự do theo bánh xe. Khi giảm tốc độ xe, người lái nhấn bàn đạp phanh. Thông qua cần đẩy và cánh tay đòn, bánh lái cam quay đi một góc, thắng lực của lò xo hồi vị và đẩy guốc phanh quay quanh chốt đỡ, khiến đầu trên guốc phanh tách ra hai bên. Như vậy, guốc phanh không quay sẽ sinh ra một mômen ma sát lên trống phanh đang quay, có chiều ngược với chiều quay của bánh xe. Sau khi mômen này truyền tới bánh sau, do tác dụng bám của bánh xe với mặt đường, bánh xe sinh ra một lực tác dụng tiếp tuyến hướng về phía trước. Đồng thời, theo nguyên lý lực tác dụng và phản lực, mặt đường cũng tác dụng trở lại một lực có độ lớn bằng nhau nhưng chiều ngược lại lên bánh xe; đó chính là lực hãm cản trở ô tô tiến lên.

Vì vậy, khi người lái nhấn bàn đạp phanh, qua một loạt quá trình tác dụng của hệ thống hãm, ô tô có thể dừng lại ổn định trong thời gian rất ngắn.