Tại sao nhấn phanh thì ô tô dừng lại?

"Tăng tốc nhấn ga, giảm tốc nhấn phanh". Đó là phương thức cơ bản nhất khi lái xe. Trong cuộc sống, con người không tách khỏi phương tiện vận chuyển nhanh và thuận tiện như ô tô. Nhưng tại sao mỗi khi nhấn bàn đạp phanh mà ta 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 thì, 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 là do đạp phanh, cần kéo, bánh cam, v.v. hợp thành tác dụng hãm do chi tiết quay như trống phanh và các chi tiết cố định như guốc phanh, chốt đỡ và lò xo hồi vị v.v. hợp thành, bàn đạp do người lái điều khiển.

Hệ thống phanh không làm việc thì giữa mặt trục 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 cánh tay đòn khiến cho bánh lái cam quay đi một góc, do đó thắng được lực của lò xo hồi vị, đẩy guốc phanh quay quanh chốt đỡ, đầu trên guốc phanh tách ra hai bên. Như vậy, guốc không quay, sản sinh ra một mômen ma sát bên trên trống quay, chiều của nó ngược với chiều quay của bánh xe. Sau khi mômen này truyền lực bánh sau, do tác dụng bám của bánh xe với mặt đường, nên bánh xe sản 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 phần lực có độ lớn bằng nhau, có nhiều trái ngược lại với bánh xe, đó là lực hãm cản trở ô tô tiến lên.

Do đó khi người lái xe nhấn bàn đạp phanh, qua một loạt quá trình tác dụng của hệ thống hãm, có thể làm dừng lại một cách ổn định trong thời gian rất ngắn.