Вопрос уровня 8 класса: почему поезд перед стартом сдает немного назад

Все мы замечали, что при трогании после стоянки поезд сначала дёргается назад, а уже потом начинает трогаться и разгоняться вперёд. В вагоне во время этого толчка назад звенят стаканы в подстаканниках и бьются об стенки люди на верхних полках. К слову сказать, в пассажирских поездах этот толчок ощущается намного меньше, а иногда его вообще нет. А вот в товарных поездах толчок мощный.

Почему он происходит и зачем нужен? Многие ведь вообще считают, что это поезд так откатывается, когда снимается с тормоза. Это не так. Машинист умышленно сначала трогается назад, а потом уже вперёд. Объясняю, зачем он это делает.

Но для начала немного об устройстве сцепки вагонов. Сцепки бывают разные по конструкции, но все их объединяет одно — у них есть небольшой люфт, некоторая свобода в перемещении. Автосцепка. У неё есть люфт в несколько сантиметров, а иногда и до десяти сантиметров.

Так вот. Когда поезд останавливается на станции, все сцепки находятся в напряжении, они как бы натянуты. И когда поезд начинает трогаться, он одновременно должен стронуть с места все вагоны. В пассажирских поездах это ещё возможно: вагонов обычно не так много в составе и они не такие тяжёлые. Но общий вес товарного состава очень велик, чтобы локомотив стронул их с места все сразу. Будет слишком большая нагрузка на локомотив, возможно, поезд даже не сдвинется с места.

Вспоминаем ещё и о том, что сила трения покоя больше, силы трения качения. А теперь представьте, какую силу трения покоя нужно преодолеть, чтобы сдвинуть с места весь состав разом. Колеса локомотива будут просто проскальзывать.

Для того, что ослабить сцепки, машинист сдает назад. Сцепки расслабляются (сжимаются) после чего поезд начинает движение вперёд. При этом локомотиву уже не нужно тянуть весь состав разом. Из-за того, что сцепки расслаблены, локомотив сначала сдвигает с места себя, потом первый вагон, затем второй, третий и так далее. Все вагоны трогаются не одновременно, а по очереди. В результате так легче тронуться с места и разогнаться даже локомотиву с очень длинными и тяжёлым составом позади.

Локомотиву очень тяжело сдвинуть с места весь состав.
Вот такая чисто бытовая задача железнодорожников. Она, к слову, в 90-ых даже была в некоторых олимпиадах по физике. На примере таких задач дети (да и взрослые) понимают, зачем надо учить физику и где она бывает полезна в реальной жизни.

Zen.Yandex