Книга юного мотоциклиста

— Скажите, что это за странная машина, — обращались прохожие к сидевшему за рулем Шидловскому. — Почему она не падает? Ведь любой велосипед, как только остановится, сразу же валится набок.

— Мой автомобиль, — начал говорить Шидловский, — не падает потому, что он автоматически приобретает равновесие. Он снабжен особым устройством — гироскопом. Кто из вас не интересовался в детстве быстро вращающимся волчком? Вы обращали, видимо, внимание, что волчок проделывает замысловатые зигзаги, но никогда не падает, даже если вы его слегка наклонили. Ось снова возвращается в вертикальное положение. В физике все тела, которые быстро вращаются вокруг своей оси, называются гироскопическими. В моем автомобиле тоже помещен тяжелый гироскоп. Он вращается в тяжелой раме, которая может перемещаться на оси, установленной поперек автомобиля. Малейший толчок извне вызывает движение рамы гироскопа. В результате этого возникает сила, уравновешивающая внешние толчки. Автомобиль стоит горизонтально, словно ничего не изменяется. Это изобретение имеет большое значение. Четырехколесные экипажи могут стать двухколесными. Какая огромная экономия материалов! Не надо будет строить широченные шоссейные дороги: узкая лента асфальта окажется совершенно достаточной, чтобы обеспечить движение двухколесных автомобилей, для поездов будет нужен один рельс.

Но вернемся к мотоциклу. Что уравновешивает его при движении? Роль гироскопа играет мотоциклист. Когда за рулем сидит опытный водитель, мотоцикл не падает. Обратите внимание на след шин. След переднего колеса все время пересекается следом заднего. Мотоцикл не движется строго по прямой линии. Мотоциклист, наклоняясь то влево, то вправо, поддерживает равновесие.

На ровной дороге

По широкой шоссейной дороге как будто без всяких усилий стремительно движется мотоцикл. Но легкость движения мотоцикла — только кажущаяся. Для того чтобы он мог двигаться даже по совершенно ровной дороге, надо преодолеть много препятствий.

Первое препятствие для мотоцикла — сопротивление дороги. Сопротивление оказывает всякая дорога, будь то асфальтированное шоссе, булыжная мостовая или неровный проселок. Одни дороги оказывают больше сопротивления, другие — меньше.

Дело в том, что между колесами и дорогой происходит трение. Шина сжимается, деформируется, как бы упирается в дорогу. Это создает трение.

Обратите внимание, как движется колесо по песчаной дороге или другому мягкому грунту. Оно врезается в него. Перед колесом все время «бегут» небольшие горки. Сопротивление на такой дороге огромно. Такое препятствие называется сопротивлением качения. От чего оно зависит?

В первую очередь от рода и состояния дороги. Самое малое сопротивление качению будет на твердой ровной дороге. Если сравнивать сопротивление на разных дорогах, то на булыжной или гравийной дороге оно будет в полтора раза больше, чем на асфальтовой, на проселке — в два раза больше, а на песчаной дороге — в десять раз!

Большое значение для величины сопротивления имеют шины. Если шина слабо накачана, то с дорогой будет соприкасаться большая ее поверхность. Сопротивление дороги будет больше. Шина с глубокими канавками на протекторе вызывает значительное сопротивление. Само собою разумеется, что у мотоцикла с коляской сопротивление будет гораздо больше, чем у мотоцикла-одиночки. А какой мотоцикл будет встречать большее сопротивление качения — тяжелый или легкий? Конечно, тяжелый: такой мотоцикл будет глубже вдавливаться в грунт, шины его станут деформироваться.

Наконец, важное значение имеет скорость движения мотоцикла. Чем быстрее движется мотоцикл, тем больше между ним и дорогой трение. Правда, увеличение трения качения заметно возрастает лишь на больших скоростях. Если мотоцикл движется со скоростью 50–70 километров в час, сопротивление качению остается почти неизменным. Но когда скорость достигает 150 километров в час, сопротивление резко увеличивается. На преодоление трения качения расходуется значительная часть мощности, которую развивает двигатель.

Навстречу ветру

Главное преимущество мотоцикла — скорость. Водители мотоциклов и мотороллеров, двигаясь вперед, как бы врезаются в стену воздуха.

В тихую, безветренную погоду, медленно идя по дороге, вы совершенно не замечаете сопротивления воздуха. Но попробуйте побежать, и вы сразу почувствуете, как воздух начнет трепать волосы и платье. Чем быстрее вы будете бежать, тем сильнее будет сопротивляться воздух. Само собой разумеется, что если при этом ветер дует навстречу, сопротивление воздуха возрастет еще больше.