Задание 3, страница 146 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 3

Рассмотрите рис. 136, поясните принцип действия гидравлического тормоза.

Рис. 136. Схема автомобильного гидравлического тормоза

Принцип действия гидравлического тормоза, схема которого представлена на рисунке, основан на свойствах жидкости (в данном случае специальной тормозной жидкости) и законе Паскаля.

Закон Паскаля гласит, что давление, оказываемое на жидкость, находящуюся в замкнутом сосуде, передается в любую точку жидкости без изменений во всех направлениях.

Процесс торможения происходит следующим образом:

1. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, усилие от его ноги через систему рычагов передается на поршень в главном тормозном цилиндре.

2. Поршень главного цилиндра начинает двигаться и давит на тормозную жидкость, заполняющую всю гидравлическую систему. В жидкости создается высокое давление.

3. В соответствии с законом Паскаля, это давление мгновенно и без потерь передается по тормозным трубкам ко всем колесным цилиндрам автомобиля.

4. В колесных цилиндрах (на схеме показаны цилиндры для дискового тормоза на переднем колесе и барабанного на заднем) под действием давления жидкости начинают двигаться рабочие поршни.

5. Эти поршни с большой силой прижимают тормозные колодки к вращающимся вместе с колесами тормозным дискам (на передней оси) или к внутренней поверхности тормозных барабанов (на задней оси).

6. Между колодками и диском/барабаном возникает сила трения. Эта сила препятствует вращению колес, в результате чего скорость автомобиля уменьшается. Кинетическая энергия движения преобразуется в тепловую энергию, нагревая элементы тормозной системы.

Важной особенностью гидравлической системы является возможность получения выигрыша в силе. Площадь поршней в колесных цилиндрах ($S_2$) делают значительно больше площади поршня в главном цилиндре ($S_1$). Поскольку давление ($\text{p}$) в системе одинаково, сила ($F_2$), прижимающая колодки, во столько же раз больше силы ($F_1$), с которой поршень главного цилиндра давит на жидкость: $p = \frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$. Отсюда следует, что $F_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1}$. Это позволяет создавать очень большое тормозное усилие, прилагая относительно небольшую силу к педали тормоза.

Когда водитель отпускает педаль, давление в системе падает. Возвратные пружины (как показано на механизме заднего колеса) и упругость уплотнительных манжет отводят тормозные колодки от дисков и барабанов, и торможение прекращается.

Ответ: Принцип действия гидравлического тормоза основан на законе Паскаля. Давление, создаваемое водителем при нажатии на педаль тормоза в главном тормозном цилиндре, передается через тормозную жидкость без изменений ко всем колесным цилиндрам. Это давление приводит в действие поршни, которые с силой, увеличенной за счет разницы в площадях поршней, прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам, создавая силу трения, которая замедляет и останавливает автомобиль.