Все тела способны деформироваться только до известного предела. Когда этот предел достигнут, тело разрушается. Например, нить рвется, когда ее удлинение превышает известное значение; пружина ломается, когда она слишком сильно изогнута, и т. д.

Рис. 87. Если медленно натягивать нижнюю нить, то оборвется верхняя нить

Рис. 88. Резко дернув за нижнюю нить, можно разорвать ее, оставив верхнюю нить целой

Чтобы объяснить, почему произошло разрушение тела, нужно рассмотреть движение, предшествовавшее разрушению. Рассмотрим, например, причины разрыва нити в таком опыте (рис. 87 и 88). Тяжелый груз подвешен на нити; снизу к грузу прикреплена нить той же прочности. Если медленно тянуть нижнюю нить, то оборвется верхняя нить, на которой висит груз. Если же резко дернуть за нижнюю нить, то оборвется именно нижняя, а не верхняя нить. Объяснение этого опыта таково. Когда груз висит, то верхняя нить уже растянута до известной длины и ее сила натяжения уравновешивает силу притяжения груза к Земле. Медленно натягивая нижнюю нить, мы вызываем перемещение груза вниз. Обе нити при этом растягиваются, однако верхняя нить оказывается растянутой сильнее, так как она уже была растянута. Поэтому она рвется раньше. Если же резко дернуть нижнюю нить, то вследствие большой массы груза он даже при значительной силе, действующей со стороны нити, получит лишь незначительное ускорение, и поэтому за короткое время рывка груз не успеет приобрести заметную скорость и сколько-нибудь заметно переместиться. Практически груз останется на месте. Поэтому верхняя нить больше не удлинится и останется цела; нижняя же нить удлинится выше допустимого предела и оборвется.

Подобным же образом происходят разрывы и разрушения движущихся тел и в других случаях. Чтобы избежать разрывов и разрушения при резком изменении скорости, нужно применять сцепления, которые могли бы значительно растягиваться, не разрушаясь. Многие виды сцеплений, например стальные тросы, сами по себе такими свойствами не обладают. Поэтому в подъемных кранах между тросом и крюком ставят специальную пружину («амортизатор»), которая может значительно удлиняться, не разрываясь, и таким образом предохраняет трос от разрыва. Пеньковый канат, который может выдержать значительное удлинение, не нуждается в амортизаторе.

Так же разрушаются хрупкие тела, например стеклянные предметы, при падении на твердый пол. При этом происходит резкое уменьшение скорости той части тела, которая коснулась пола, и в теле возникает деформация. Если вызванная этой деформацией сила упругости недостаточна для того, чтобы сразу уменьшить скорость остальной части тела до нуля, то деформация продолжает увеличиваться. А так как хрупкие тела выдерживают без разрушения только небольшие деформации, то предмет разбивается.

63.1. Почему в момент, когда электровоз резко трогается с места, иногда происходит разрыв сцепок вагонов поезда? В какой части поезда скорее всего может произойти разрыв?

63.2. Почему хрупкие вещи при перевозке укладывают в стружки?

Пусть никто не думает, что великое создание Ньютона
может быть ниспровергнуто теорией относительности
или какой-нибудь другой теорией.
Ясные и широкие идеи Ньютона
навечно сохранят своё значение фундамента, на котором
построены наши современные физические представления…
1948 г., Альберт Эйнштейн

ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ: ИНЕРЦИЯ

Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей;-) и, конечно же, для творческих педагогов.
Для тех, кто любит учиться!

Предлагаю Вашему вниманию 40 качественных задач по физике на тему: «Инерция» . Отдадим должное интеграции: биофизика , художественная литература , важные нюансы для автовладельцев, пассажиров и пешеходов … По сложившейся традиции зелёных страничек побалуем себя шедеврами мировой живописи … К некоторым задачам дадим развёрнутые ответы;-) и… лирическое отступление из истории физики:
Галилеев принцип инерции – первый закон механики Ньютона .

Задача №1
Выйдя из воды, собака встряхивается. Какое явление помогает ей в этом случае освободить шерсть от воды? Ответ поясните.

Задача №2
«Кладовая солнца», 1945 г., Михаил Михайлович Пришвин
«…Недолго пришлось Травке ждать. Тонким слухом своим она услыхала недоступное человеческому слуху чвяканье заячьей лапы по лужицам на болотной тропе. Лужицы эти выступили на утренних следах Насти. Русак непременно должен был сейчас показаться у самого Лежачего камня.
Травка за кустом можжевельника присела и напружинила задние лапы для могучего броска и, когда увидела уши, бросилась.
Как раз в это время заяц, большой, старый, матёрый русак, ковыляя еле-еле, вздумал внезапно остановиться и, даже привстав на задние ноги, послушать, далеко ли тявкает лисица.
Так вот одновременно сошлись: Травка бросилась, а заяц остановился.
И Травку перенесло через зайца.
Пока собака выправлялась, заяц огромными скачками летел уже по Митрашиной тропе прямо на Слепую елань…»
Почему Травку перенесло через зайца?

Ответ: Когда заяц внезапно остановился, собака Травка по инерции продолжала своё движение вперёд и перескочила через зайца.

Задача №3
Заяц, спасаясь от преследующего его волка, делает резкие прыжки в сторону. Почему волку трудно поймать зайца, хотя он бегает быстрее?

Ответ: В тот момент, когда заяц делает резкий поворот, волк по инерции продолжает движение вперёд и не может схватить зайца.

Заяц-русак в зимней шубе Lepus europaeus Комаров Алексей Никанорович 1938 год		Заяц-беляк в зимней шубе Lepus timidus Комаров Алексей Никанорович 1933 год

Комаров Алексей Никанорович (1879–1977) считается основоположником русской анималистической школы. Алексей Никанорович Комаров иллюстрировал научные и детские книги, создавал рисунки для марок, почтовых открыток, наглядных пособий. Несколько поколений детей выросло, учась по учебникам с его замечательными рисунками.

Для любознательных: Зимняя шуба у зайца-русака немногим светлее летней (в отличие от зайцев-беляков, русаки никогда не бывают зимой белоснежными); голова, кончики ушей и передняя часть спины и зимой остаются тёмными. Зимняя шуба у зайца-беляка – ослепительно белая, за исключением чёрных кончиков ушей. Впрочем… в областях, где нет устойчивого снегового покрова, зайцы на зиму не белеют;-)

Задача №4
Созревшие стручки бобовых растений, быстро раскрываясь, описывают дуги. Какое явление положено в основу такого метода распространения семян?

Ответ: Созревшие стручки бобовых растений, быстро раскрываясь, описывают дуги – в это время семена, отрываясь от мест прикрепления, по инерции движутся по касательной в стороны и падают значительно дальше материнского растения.

Инерция в живой природе:: Летающие рыбы

Для любознательных: В тропических зонах Атлантического и Индийского океанов часто наблюдают полёт так называемых летучих рыб, которые, спасаясь от морских хищников, выскакивают из воды и совершают при благоприятном ветре планирующий полёт, покрывая расстояния до 200-300 м на высоте 5-7 м. Рыба поднимается в воздух благодаря быстрым и сильным колебаниям хвостового плавника. Вначале рыба несётся по поверхности воды, затем сильный удар хвоста поднимает её в воздух. Распластанные длинные грудные плавники поддерживают тело рыбы наподобие планера. Полёт летающей рыбы стабилизируется хвостовыми плавниками; рыбы движутся по инерции.

Альфред Эдмунд Брем (Alfred Edmund Brehm; 02.02.1829–11.11.1884) – немецкий учёный-зоолог и путешественник, автор знаменитой научно-популярной работы «Жизнь животных» .

Любителям анималистики предлагаю заглянуть на зелёные странички:
§ Цуцик это кто? Малюсенькое исследование
цуцик бывает разный:-)
§ Фридрих Вильгельм Кунерт
Львы, слоны, тигры, птицы…
§ Картины-загадки художника Стивена Гарднера (I часть)
панды, чёрные медведи (барибалы), совы, волки
§ Картины-загадки художника Стивена Гарднера (II часть)
лошади, койоты, пумы, моржи
§ Картины-загадки художника Стивена Гарднера (III часть)
морские черепахи, киты, косатки, дельфины

Задача №5
«Лягушка-путешественница», 1887 г., Всеволод Михайлович Гаршин
«…Тут лягушка уж не выдержала и, забыв всякую осторожность, закричала изо всей мочи:
– Это я! Я!
И с этим криком она полетела вверх тормашками на землю. Утки громко закричали; одна из них хотела подхватить бедную спутницу на лету, но промахнулась. Лягушка, дрыгая всеми четырьмя лапками, быстро падала на землю; но так как утки летели очень быстро, то и она упала не прямо на то место, над которым закричала и где была твёрдая дорога, а гораздо дальше, что было для неё большим счастьем, потому что она бултыхнулась в грязный пруд на краю деревни.
Она скоро вынырнула из воды и тотчас же опять сгоряча закричала во всё горло:
– Это я! Это я придумала!…»
Почему лягушка упала на землю не на то место, над которым она начала падать?

Ответ: Лягушка, падая вниз, по инерции сохраняла свою горизонтальную скорость, поэтому упала не на то место, над которым она начала падать.

Задача №6
Почему при землетрясении разрушаются здания и мосты? Почему во время землетрясений рекомендуется при возможности покинуть здание и перейти на открытое пространство?

Ответ: Основной причиной разрушений при землетрясениях являются сильные подземные толчки и сотрясания земли, достигающие земной поверхности. Вследствие инерции и жёсткости конструкции наземных сооружений они разрушаются.

Вся земля сотряслась, туч метнулась гряда.
Сотрясенье земли унесло города…
Все оковы небес разомкнуться смогли.
Свёл разгул сотрясенья суставы земли,
Сжал он бедную землю в такие тиски,
Что огромные скалы разбил на куски…
Низами

Низами Гянджеви Абу Мухаммед Ильяс ибн Юсуф (около 1141 – около 1209) – классик персидской поэзии, один из крупнейших поэтов средневекового Востока.

Басин Пётр Васильевич (1793–1877) – русский жанровый живописец и портретист.

Задача №7
Почему автомобиль с неисправными тормозами запрещается буксировать с помощью гибкого троса?

Задача №8
Почему при поворотах водитель снижает скорость движения машины?

Задача №9
Почему необходимо надёжно закреплять грузы в кузове грузовика?

Задача №10
Почему нельзя перебегать улицу перед близко идущим транспортом?

Задача №11
Почему не следует прыгать на ходу с подножки автобуса или трамвая?

Вид на Воскресенскую гору Зуев Агап Сергеевич, 1955 год

Зуев Агап Сергеевич (31.01.1922–1985) – советский, российский живописец. Член Союза художников СССР.

Задача №12
Почему при быстрой остановке мотоцикла тормозят обоими колёсами? Что может произойти, если затормозить только передним колесом?

Задача №13
Зачем должен включаться на автомобиле задний красный свет, когда водитель автомобиля нажимает на тормозную педаль?

Новая Москва Пименов Юрий Иванович, 1937 год

Пименов Юрий Иванович (1903–1977) – советский живописец и график. Народный художник СССР. Лауреат Ленинской и двух Сталинских премий второй степени.

Задача №14
Объясните причину того, что при резком торможении автомобиля его передняя часть опускается вниз.

Ответ: Передняя часть автомобиля при резком торможении продолжает двигаться по инерции, поворачиваясь вокруг своих передних колёс на небольшой угол, что и приводит к её опусканию.

Задача №15
Какие произошли изменения в движении автомобиля, если пассажир оказался прижатым к спинке сиденья; к правой части спинки сиденья?

Ответ: Автомобиль начал увеличивать скорость; стал поворачивать налево.

Задача №16
Объясните назначение ремней и подушек безопасности в автомобиле. Почему эффективность работы подушек безопасности зависит от того, пристёгнут ли водитель и пассажир переднего сидения ремнями безопасности? Почему выброс подушек безопасности в случае аварии может нанести серьёзные травмы водителю и пассажиру автомобиля в том случае, если они не были пристёгнуты ремнями безопасности?

Задача №17
Предупреждающие дорожные знаки информируют водителей о приближении к опасному участку дороги, движение по которому требует принятия мер, соответствующих обстановке. Перед Вами три предупреждающих дорожных знака. Дайте каждому из них пояснение и укажите, какие меры должен предпринять водитель транспортного средства, увидев такой знак.

Предупреждающие дорожные знаки

Номер знака: 1.15 Скользкая дорога

Номер знака: 1.23 Дети

Номер знака: 1.27 Дикие животные

Ответ: Номер знака: 1.15 – Скользкая дорога . Участок дороги с повышенной скользкостью проезжей части. . Номер знака: 1.23 – Дети . Участок дороги вблизи детского учреждения (школы, оздоровительного лагеря и тому подобного), на проезжей части которого возможно появление детей. Водитель обязан снизить скорость . Номер знака: 1.27 – Дикие животные . Знак предупреждает о том, что на дорогу могут выбегать дикие животные. Водитель обязан снизить скорость .

Задача №18
Для чего перед взлётом, а также посадкой самолёта, пассажиры обязаны пристегнуться ремнями безопасности?

Задача №19
Для чего пассажирам, стоящим в автобусе, трамвае или троллейбусе следует держаться за поручни?

Задача №20
В какую сторону отклоняются пассажиры автобуса при резком увеличении скорости? при внезапной остановке?

Задача №21
Какое изменение произошло в движении речного трамвая, если пассажиры вдруг отклонились вправо?

Задача №22
В какую сторону падает споткнувшийся человек? поскользнувшийся человек? Почему?

Задача №23
«Чук и Гек», 1939 г., Аркадий Петрович Гайдар
«…Весь следующий день дорога шла лесом и горами. На подъёмах ямщик соскакивал с саней и шёл по снегу рядом. Но зато на крутых спусках сани мчались с такой быстротой, что Чуку с Геком казалось, будто бы они вместе с лошадьми и санями проваливаются на землю прямо с неба.
Наконец под вечер, когда и люди и кони уже порядком устали, ямщик сказал:
– Ну, вот и приехали! За этим мыском поворот. Тут, на поляне, и стоит ихняя база… Эй, но-о!… Наваливай!
Весело взвизгнув, Чук и Гек вскочили, но сани дёрнули, и они дружно плюхнулись в сено…»
Почему когда сани дёрнули, мальчишки плюхнулись в сено?

Ответ: Туловища мальчишек по инерции сохраняли состояние покоя, а ноги начали вместе с санями движение вперёд, поэтому Чук и Гек упали назад и плюхнулись в сено.

Задача №24
Почему во время ледохода на поворотах реки образуются заторы льда?

Задача №25
Почему при сплаве леса большое количество брёвен выбрасывается на берег, на поворотах реки? Почему во многих странах разрешён сплав деревьев только плотами?

Белов Кондратий Петрович (23.03.1900–04.05.1988) – советский живописец. Народный художник РСФСР. В 1949 году пейзаж «Лесосплав на Иртыше» был включён в состав выставки советского искусства экспонировавшейся в ряде зарубежных стран. Искусствоведы называли его первым полным и выразительным портретом Сибири .

Для любознательных: Лесосплав – традиционный и самый дешёвый способ его транспортировки к деревообрабатывающим предприятиям. Наиболее интенсивный лесоповал обычно производится зимой, поскольку так лесу причиняется меньше ущерба. На санях, которые тащат трактора или мощные машины, лес подвозят к берегу замёрзшей реки. Затем, в период весеннего половодья, сплавщики спускают его на воду. При молевом сплаве дальше лес плывет самостоятельно. При сплаве плотами – из брёвен связывают плоты. Свободно плывущие по реке деревья быстро намокают и опускаются на дно. Большое количество брёвен выбрасывается на берег, на поворотах реки. Кроме того, при большом количестве спускаемых одновременно деревьев, их стволы наносят непоправимый ущерб речной фауне, обрывая водоросли и тем самым лишая корма рыбу и земноводных. При гниении затонувших стволов в воду переходят и ядовитые для рыбы вещества. Наконец, торчащие со дна реки стволы представляют большую опасность для речных судов. Своевременно не выловленные из реки стволы становятся непригодными для промышленного использования. Вот почему во многих странах разрешён сплав деревьев только плотами .

Задача №26
Почему запрещается резко поднимать груз подъёмным краном?

Задача №27
Когда электровоз резко трогает с места поезд, может произойти разрыв сцепки. В каком составе вероятнее всего произойдёт разрыв, в нагруженном или в порожнем? Почему?

Задача №28
Как располагается свободная поверхность нефти в цистерне, когда электровоз набирает скорость? когда он замедляет ход? Сопроводите свой ответ рисунками.

Задача №29
Поезд подходит к станции и замедляет своё движение. В каком направлении в это время легче тащить по полу вагона тяжёлый чемодан – по ходу поезда или в обратную сторону?

Ответ: По ходу поезда.

Задача №30
Почему после выключения двигателя сверлильного станка (электродрели) патрон продолжает вращаться?

Инерция в военной технике:: Артиллерия

То не гром грохочет в тучах и не молнии горят –
Это голосом могучим наши пушки говорят!
Не трогай, враг, земли родной, страну труда не тронь!
Святая месть ведёт на бой! Прицел верней! Огонь! Огонь! Огонь!…
«Марш артиллерии», 1944 г.
слова: Сергей Александрович Васильев
музыка: Анатолий Григорьевич Новиков

Усыпенко Фёдор Павлович (1917–2000) – советский живописец, член Союза художников СССР. Народный художник РСФСР.

Для любознательных: Явление инерции использовано при устройстве взрывателей артиллерийских снарядов. Когда снаряд, ударяясь о препятствие, внезапно останавливается, взрывной капсюль, помещающийся внутри снаряда, но не связанный жёстко с его корпусом, продолжает двигаться по инерции и наскакивает на жало взрывателя, связанного с корпусом. Подобным же образом значительное ускорение, получаемое снарядом в момент выстрела, используется для того, чтобы отвести предохранитель, устраняющий опасность взрыва снаряда при его хранении, при перевозке или при заряжении орудия.

Задача №31
Все крупинки точильного камня двигаются вместе с ним по окружности. Но как только крупинка откалывается от камня, её движение становится прямолинейным. Почему?

Задача №32
Чтобы столбик ртути в медицинском термометре опустился, термометр «встряхивают» – опускают вниз, а затем резко останавливают. Какова причина опускания столбика ртути?

Ответ: В момент резкой остановки корпуса термометра ртуть по инерции продолжает движение и опускается.

Задача №33
Зачем велосипедист, приближаясь к подъёму дороги, увеличивает скорость движения?

Задача №34
Для чего делают разбег при прыжках в длину и в высоту? Почему легче перепрыгнуть через лужу, ручеёк, арык с разбега?

Задача №35
Почему удары о наковальню паровых молотов сотрясают почву гораздо меньше при тяжёлых наковальнях, чем при более лёгких? Почему наковальня должна быть значительно массивнее молота?

Задача №36
Почему полную чашку чая или тарелку супа нельзя резко и быстро поставить на стол не разлив?

Задача №37
Есть два способа колки поленьев. В первом случае полено ударяют быстро движущимся топором. Во втором – слабым ударом загоняют топор в полено, а потом, взмахнув топором с насаженным поленом, бьют обухом о колодку. Объясните механические явления, наблюдаемые при этом.

Ответ: В том случае, когда колют дрова, ударяя по полену топором, он, продолжая движение вследствие инертности, входит глубоко в неподвижное полено. Когда же ударяют обухом топора, частично вошедшего в полено о колодку, на которой колют дрова, топор останавливается, а полено продолжает движение вследствие инертности и раскалывается.

Задача №38
Что произойдёт с наездником, если лошадь, прыгая через препятствие, споткнётся?

Ответ: При резкой остановке лошади всадник, двигаясь по инерции, упадёт вперёд через голову коня.

Задача №39
Почему линейка, подвешенная на бумажных кольцах, при резком ударе по ней переламывается, а кольца остаются целыми?

Задача №40
Положите на стакан почтовую открытку, а на открытку положите монету. Ударьте по открытке щелчком. Почему открытка отлетает, а монета падает в стакан?

Ответ: Вследствие инертности монеты и недостаточного взаимодействия монеты и открытки.

И в заключение… немножечко из истории физики …

Дайте мне материю и движение и я построю Вселенную.
1640 г., Рене Декарт

Рене Декарт (Rene Descartes; 31.03.1596–11.02.1650) – французский философ, математик, механик, физик и физиолог, создатель аналитической геометрии и современной алгебраической символики.

Галилеев принцип инерции – первый закон механики Ньютона

о сущности движения и системе мира… геоцентрическая система: Земля неподвижна, а Солнце ходит вокруг Земли гелиоцентрическая система: Земля вращается вокруг Солнца Движение Движенья нет, сказал мудрец брадатый. Другой смолчал и стал пред ним ходить. Сильнее бы не мог он возразить; Хвалили все ответ замысловатый. Но, господа, забавный случай сей Другой пример на память мне приводит: Ведь каждый день пред нами солнце ходит, Однако ж прав упрямый Галилей. 1825 г. Александр Сергеевич Пушкин		Портрет Галилео Галилея Юстус Сустерманс, 1636 год

Галилео Галилей (Galileo Galilei; 15.02.1564–08.01.1642) – итальянский физик, механик, астроном, философ и математик. Галилео Галилея по праву называют отцом-основателем экспериментальной физики.
Юстус Сустерманс (Justus Sustermans; 1597–1681) – фламандский живописец эпохи барокко.

В первой части своего стихотворения «Движение» Александр Сергеевич Пушкин описывает спор древнегреческих учёных о сущности движения . Во второй части он имеет в виду существование двух противоположных систем мира – геоцентрической (Земля неподвижна, а Солнце ходит вокруг Земли) и гелиоцентрической (Земля вращается вокруг Солнца), созданных Клавдием Птолемеем и Николаем Коперником .
Не напрасно упомянут здесь и упрямый;-) Галилео Галилей .

В 1632 году во Флоренции вышел в свет труд Галилео Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира» (о геоцентрической системе Птолемея и гелиоцентрической системе мира Коперника). В нём Галилей заложил основы динамики – принцип инерции и классический принцип относительности .

В 1687 году Исаак Ньютон сформулировал законы динамики. Стали понятными и поддающимися расчёту не только движение планет вокруг Солнца, но и гораздо более сложные явления. В качестве первого закона динамики Исаак Ньютон принял Галилеев принцип инерции .
Галилей сформулировал этот принцип в виде следствия из проведённых им опытов при изучении падения тел по наклонной плоскости.
Галилей не различал понятий «сила» и «вес» , поэтому установленный им принцип инерции не претендовал на фундаментальный закон природы.
Ньютон же поставил закон инерции (Галилеев принцип инерции) во главу всей своей системы механики.

В современной формулировке принцип инерции утверждает, что всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выводит его из этого состояния .

Исаак Ньютон (Sir Isaac Newton; 04.01.1643–31.03.1727) – английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики.
Торнхилл Джеймс (James Thornhill; 25.07.1675–13.05.1734) – английский живописец, основоположник исторической английской живописи.

…от явлений движения к исследованию природы сил и затем от этих сил – к демонстрации других явлений: … движения планет, комет, Луны и моря…
1686 г., Исаак Ньютон

Желаю Вам успехов в самостоятельном решении
качественных задач по физике!

Литература:
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики

§ Лукашик В.И. Физическая олимпиада
Москва: издательство «Просвещение», 1987
§ Тарасов Л.В. Физика в природе
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ Перельман Я.И. Знаете ли вы физику?
Домодедово: издательство «ВАП», 1994
§ Золотов В.А. Вопросы и задачи по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1971
§ Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике
Москва: издательство «Просвещение», 1972
§ Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1978
§ Ердавлетов С.Р., Рутковский О.О. Занимательная география Казахстана
Алма-Ата: издательство «Мектеп», 1989.

Для разгона главной рукояткой контролле­ра машиниста положениями «ФП» - «РП» он набирает первую позицию и после трогания электровоза и головных вагонов, но не ранее, чем через 3 секунды , добавляет вторую позицию, выжидает время для приведения всего поезда в движение.

После выбора зазоров в автосцепках, когда электровоз про­следовал 7-10 м, а поезд повышенной длины до 10-15 м, прибавляет по одной позиции ЭКГ также с выдержкой не менее 3 секунды , производит разгон, наблю­дая при этом, чтобы ток тяговых двигателей не превышал 1100-1200 А. Продолжительность работы тяговых двигателей с током 1200 А не более 4 мин.

Если поезд не пришел в движение, необходимо сбросить позиции (обмотки ТД не должны находить­ся под током при неподвижном составе более 15 с), сжать состав из расчета 1 м на 20-25 вагонов и снова брать поезд с места.

Для предупреждения боксования электровоза производят периодическую подачу песка под колесные пары, не допуская подачу песка на стрелочных переводах.

Во избежание разрыва поезда при трогании с места после остановки с применением автотормозов приводить электровоз в движении разрешается только после отпуска всех автотормозов в поезде. Для этого нужно выждать время от момента отпуска до приведения электровоза в движение в грузовых поездах при воз­духораспределителях, включенных на равнинном режиме:

o после ступени торможения - не менее 1,5 мин;

o после полного служебного торможения - не менее 2 мин;

o после экстренного торможения в поездах длиной до 100 осей - не менее 4 мин, более 100 осей - не менее 6 мин.

В зимний период время с момента перевода ручки крана маши­ниста в положение отпуска до приведения грузового поезда в дви­жение после его остановки должно быть увеличено в 1,5 раза .

II. Ведение поезда по площадке

При ведении поезда по площадке состав сжат (если ранее применялось торможение) или растянут (если электровоз находится в тяге – на позициях). Для перехода из режима выбега (торможения) в режим тяги машинист ручным набором набирает несколько позиций, чтобы растянуть состав, после добирает необходимое количество позиций, в противном случае могут быть оттяжки в поезде. Время выдержки главной рукоятки в положение «РП» зависит от количества секций, две секции – 2 с, три секции – 3с, при быстром наборе позиций может быть рассинхронизация хода валов ЭКГ. В пути следования при скоростях движения 30 км/ч и выше до 17 позиции (до значения тока в ТД 300 А) можно набирать положением «АП», а далее – положениями «ФП» - «РП», контролируя по приборам напряжение и ток в ТД. На электровозах ВЛ-80 напряжение не должно превышать 950 В, а ток 820А – при длительном и 880А при часовом режиме работы.

Длительное движение в режиме тяги должно производиться на ходовых позициях контроллер (при этом на пульте электровозов ВЛ80 К, Т,С горят зелёные лампы «0ХП»), на необходимых позициях допускается движение в течении 3-5 минут, они предназначены для плавного изменения тока и напряжения на тяговых двигателях.

Для перехода из режима тяги (выбега) в режим торможения необходимо при снятой нагрузке предварительно сжать состав вспомогательным тормозом электровоза, чтобы не было набегания хвостовой части. После применения автотормоза вспомогательный тормоз электровоза необходимо отпустить.

III. Ведение поезда при переходе с площадки на подъём

При подходе к подъёму желательно, чтобы поезд достиг максимально допустимой скорости, а сила тяги электровоза не должна быть максимальной, так как только головная часть поезда вступит на подъём, скорость её движения замедлится, вагоны хвостовой части нагонят её. Произойдёт набегание хвостовой части, и в составе возникнут большие динамические усилия. Чтобы не допустить этого. В момент вступления на подъём необходимо постепенно увеличить силу тяги, переходя на высшие позиции, или включить ослабление поля ТД. Если подъем короткий то ослабление возбуждения не снимают до вступления на перевал, а если крутой и затяжной, то во избежание перегрева ТЭД ослабление возбуждения постепенно снимают.

IV. Введение поезда по подъёму

При следовании по подъёму необходимо контролировать ток в ТЭД (при снижении скорости ток возрастает), не допуская срыва колёсных пар в боксование (при скорости 45 км/ч ток в ТД электровозов ВЛ80 не более 880-900 А), что может привести в выключению ГВ из-за срабатывания РП в ТЭД. Боксование определяют по неустойчивому положению стрелки килоамперметра (падает) и по миганию сигнальной лампы «ДБ». Для предупреждения срыва КП в боксование подаётся песок под КП. Однако при частой (непрерывной) подаче песка сопротивление движению увеличивается. Если ток в ТЭД приближается к максимальному значению, по условиям сцепления колеса с рельсом для данной скорости необходимо постепенно уменьшать ток в ТЭД, отключая ослабление поля ТЭД или переходя на низшие позиции, допускается следование на неходовых позициях контроллера не более 2-3 минут. Если при движении по подъёму имеются короткие площадки необходимо восстанавливать максимальные позиции контроллера. Согласно тяговой характеристике электровоза ВЛ-80 можно уменьшать позиции до 5-й, но при этом может наступить перегрев ТЭД.

V. Ведение поезда с подъёма на спуск (площадку)

Когда поезд следует с подъёма на спуск (площадку):

VI. Ведение поезда по спуску

При следовании поезда по спуску контролируют скорость движения, не допуская превышения допускаемой скорости. Для регулирования скорости применяют ступенчатое торможение. Первую ступень торможения выполняют снижением давления в УР в гружёных поездах на 0,6 – 0,7 кгс/см 2 , порожних на 0,5-0,6 кгс/см 2 , на крутых затяжных спусках 0,7-0,9 кгс/см 2 в зависимости от крутизны спуска. Вторую ступень при необходимости выполняют, по истечении не менее 5 сек. после прекращения выпуска воздуха из магистрали через кран машиниста. При необходимости применения полного служебного торможения, а так же в процессе регулировочных торможений при следовании по спуску не следует разряжать ТМ до давления ниже 3,8 кгс/см 2 .

Повторные торможение необходимо выполнять в виде цикла, состоящего из торможения и отпуска, при достижении требуемой скорости движения. С целью предупреждения истощения автотормозов в поезде при следовании по спуску, на котором выполняется повторное торможение, необходимо выдерживать между торможениями время не менее 1 минуты для подзарядки тормозной сети поезда.

Для выполнения этого требования не следует делать частых торможений и отпускать автотормоза при большой скорости. Время непрерывного следования поезда с постоянной ступенью торможения на спуске при включении воздухораспределителей на равнинный режим не должно, как правило, превышать 2,5 минуты. При необходимости более длительного торможения необходимо увеличить разрядку ТМ на 0,3-0,5 кгс/см 2 и после достаточного снижения скорости отпустить автотормоза.

Во время отпуска автотормозов поезда приводят в действие вспомогательный тормоз электровоза, чтобы предотвратить рывок головной части состава.

Торможение электровоза и состава может осуществляться электрическим тормозом электровоза (при его наличии, которым можно осуществлять предварительное подтормаживание электровоза, автоматическое поддерживание постоянной скорости движения на спуске, остановочное торможение.

VII. Ведение поезда по спуску с переходом на площадку и снова на спуск

Такие участки профиля пути вызывают сжатие поезда при переходе поезда со спуска на площадку, а при переходе с площадки на спуск ускорение головной части и реакцию на разрыв. Такая же реакция возникает при переходе поезда со спуска меньшей крутизны на более крутой спуск.

Когда поезд следует по спуску с переходом на площадку и снова на спуск или на более крутой спуск, применяют вспомогательный тормоз электровоза в месте излома профиля и отпускают его ступенями после выхода на спуск всего поезда в зависимости от скорости движения.

VIII. Ведение поезда при переходе со спуска на подъём.

В таких местах на участке возможны выдавливания вагонов, т.к. в точке перехода со спуска на подъём, происходит сжатие поезда, потому что головная часть получает дополнительное сопротивление движению от подъёма и в момент вступления на подъем необходимо значительно увеличить силу тяги:

1. когда поезд переходит с пуска на подъём, необходимо к окончанию спуска отпустить автотормоза с таким расчётом, чтобы к началу подъёма поезд не превысил максимально допустимую скорость с учётом включения тяги;
2. в конце спуска ручным набором 9-13 позиций выполнить растяжку поезда ;
3. далее при заходе головы поезда на подъём автоматическим набором набрать максимальное количество позиций ;
4. далее включить ослабление поля ТД, в данном случае важно, чтобы поезд следовал по подъёму в растянутом состоянии.

IX. Ведение поезда по ломаному профилю

Данные места характеризуются тем что длина спусков и подъёмов меньше длины поезда, причём спуски могут преобладать над подъёмами.

Такие места необходимо проследовать со средней скоростью, на 17-21 позиции контроллера с использованием ОП1-3 ТЭД. При заходе головы поезда на подъём силу тяги увеличивать, на спуск уменьшать. В таких местах торможения выполнять до остановки поезда.

X. Остановка на подъёме.

Для остановке на подъеме:

XI. Порядок трогания на подъеме.

1. Если поезд удерживается на месте вспомогательным тормозом электровоза , после отпуска автотормозов:

a) поезд остановить в растянутом состоянии ;

b) трогание с места производить после полного отпуска автотормозов ;

c) 1-2 позиции набрать при наполненных ТЦ электровоза;

d) 3-ю с одновременным отпуском вспомогательного тормоза .

2. Если поезд не удерживается на месте вспомогательным тормозом электровоза , тогда:

a) перед остановкой поезд сжать и автотормоза не отпускать ;

b) необходимо знать, через какое время при отпуске 2-м положением КМ № 395 поезд приходит в движение назад;

c) уменьшить это время на 5-10 сек. и брать поезд с места в сжатом состоянии , при этом отпуск тормозов 2-м положением.

XII. Остановка на переломе профиля. Порядок трогания.

Остановить поезд по возможности в растянутом состоянии, в этом случае в момент трогания не возникает реакция на разрыв.

Самый опасный случай, когда основная часть поезда на спуске и сжата, а меньшая часть на подъёме и растянута. Отпустить автотормоза и выждав время на полный отпуск ступенями отпускать вспомогательный тормоз, при этом не допускать ускорения головной части поезда, полный отпуск только когда весь поезд придёт в движение.

XIII. Остановка на спуске. Порядок трогания.

В любом случае при применении автотормозов происходит сжатие поезда.

Если поезд удерживается на месте тормозом электровоза трогание производить выждав время на полный отпуск автотормозов и отпуская ступенями локомотивный тормоз добиться прихода в движение всего состава не допуская ускорения головной части поезда. Если поезд не удерживается на месте тормозом электровоза , автотормоза на стоянке не отпускать. Перед троганием отпустить автотормоза и по возможности выждать максимальное время с полным давлением в ТЦ электровоза до момента начала движения, далее подавая песок под колёсные пары, небольшими ступенями отпуская вспомогательный тормоз добиться прихода в движение всего поезда не допуская ускорения головной части.

Меры по предупреждению разрыва поезда

Чтобы не было разрыва поезда необходимо:

1. Осуществлять плавное трогание поезда с места с медленным переводом рукоятки контроллера машиниста на ходовые пози­ции с учетом длины поезда и профиля пути , при этом сила тяги на автосцепке составляет:

при трогании - 95 т;

при ведении поезда - 130 т;

максимально автосцепка выдерживает - 300 т.

2. Приводить поезд в движение или подтягивать его к установленному сигналу следует только после полного отпуска тормозов всех вагонов состава.

3. Взятие поезда с места после резкого сжатия локомотивом головной части поезда при его осаживании необходимо, дождавшись возможной оттяжки хвостовой части поезда.

4. Вести поезд по перегону с учетом особенностей пере­лома профиля пути , при котором возможны набегания вагонов и оттяжки в поезде, используя в помощь режимные карты.

5. Правильно тормозить и своевременно отпу­скать тормоза при остановке поезда на станции или на перегоне. При торможении поезда в результате неодновременности действия тормозов в начальный период и неравномерности тормозных усилий различных вагонов в процессе торможения возникают динамические усилия.

При развитии тормозной силы поезда можно выделить четыре фазы:

первая фаза - распространение волны торможения и сжа­тия поезда, так как к началу действия тормозов хвостовых вагонов головные вагоны частично заторможены. Вследствие разных зазоров в автосцепных устройствах и неодинаковых тормозных усилий в процессе сжатия образуются группы вагонов, накатывающиеся на идущую впереди, уже сжатую группу с большими относительными скоростями. Это приво­дит к возникновению сил ударного характера, действующих по направлению движения поезда;

вторая фаза - равномерное повышение давления в тормоз­ных цилиндрах. Поезд остается сжатым. Происходят корот­кий, но резкий удар и оттяжка хвостовой части. Эта фаза характеризуется наибольшими набеганиями хвостовых ваго­нов и реакциями в поезде;

третья фаза - наступает выравнивание давления в тормоз­ных цилиндрах. Тормозные силы возрастают до максимальных и одинаковых значений по всему поезду. Набегание хвостовых вагонов прекращается. Сжатые до этого ударно-тяговые устройства производят отдачу, из-за чего происходит оттяжка или подергивание;

четвертая фаза - характеризуется торможением с макси­мальной силой. Избыток тормозных сил в головной части поезда по сравнению с хвостовой вызывает сжатие ударно-тя­говых приборов, а затем, когда сила сжатия в головной части будет больше тормозной силы в хвостовой части, произойдет оттяжка хвостовых вагонов. Зазоры в автосцепном устройстве допускают движение сцепленных вагонов без сжатия погло­щающих устройств. Поэтому в момент торможения состав может находиться в растянутом или сжатом состоянии. Наибо­лее плавное торможение протекает в сжатом поезде.

1. Перед началом торможения за (200-250 м) поезд необходи­мо сжать . Это делается с помощью крана № 254 до повышения давления в тормозных цилиндрах 1,5-1,7 кгс/ см 2 .
2. Машинисту необходимо помнить, что на уровень продоль­но-динамических реакций оказывает влияние зазор в автосцеп­ном оборудовании . В результате торможения сжатых поездов появляются небольшие продольные усилия, наличие зазоров в растянутом поезде перед торможением приводит к росту про­дольных сил, особенно при экстренном торможении.

Управление электровозом приэлектрическом торможении

Для перевода электровоза ВЛ-80С в режим электрического торможения необходимо:

1. поставить главную рукоятку контролера машиниста в положении «0», а тормозную- в положение «П»;
2. по погасанию сигнальных ламп пульта «С1» и «С2» убеждаются, что схема переключилась в режим электрического торможения;
3. следует перевести тормозную рукоятку в положение «ПТ», при этом плавно (в течении 1-2 сек.) возрастает тормозная сила до 10 тонн на ось.
4. выждав время, необходимое для сжатия состава, переводят тормозную рукоятку в положение «Т», при этом возрастает тормозная сила от 20 до 50 тс. в зависимости от задатчика тормозной силы;
5. для движения по спуску с постоянной скоростью следует тормозной рукояткой требуемую скорость движения;
6. необходимо контролировать ток якоря, который не должен превышать 830 А, а ток возбуждения, который не должен быть 1100 А.;
7. время нахождения обмоток возбуждения ТД под током 1100А не более 7 мин.;
8. при недостаточности тормозной силы для поддержания постоянной скорости на спуске можно затормозить состав краном машиниста усл. № 394 (395). Применять вспомогательный тормоз электровоза при электрическом торможении нельзя, т.к. при давлении в ТЦ 1,3-1,5 электрический тормоз разбирается;
9. для прекращения действия электрического тормоза тормозную рукоятку нужно установить в положение «0». Для охлаждения тормозных резисторов не следует переводить схему в положение Тяга в течении 1 мин. при включенных вспом. машинах;
10. для перевода схемы в режим «Тяга» необходимо перевести главную рукоятку КМ в положение «АВ» и контролировать по погасанию сигнальных ламп на пульте машиниста «С1» и «С2».

Методы экономии электроэнергии

Трогание поезда с места производить только при полностью отпущенных тормозах поезда (кроме трогания на подъеме).

Разгон поездов повышенной массы производить с наибольшими тяговыми усилиями , допустимыми по условиям сцепления колес с рельсам, при рациональном применении песка.

Разгон поездов средней или малой массы производить со средними или малыми токами ТЭД, в зависимости от условий трогания, не допуская по возможности боксования.

Режимы ослабления возбуждения ниже 21-й позиции по возможности не применять .

На участках с редкими сменами подъемов и спусков:

Ø на подъемах – выдерживать скорость ниже средней расчетной;

Ø на спусках – завышать скорость чем средняя расчетная.

При подходе к началу крутых подъемов скорость поезда доводить до предельно допустимой.

Не применять режим ослабленного возбуждения кратковременно .

Переход с подъема на спуск производить с несколько заниженной скоростью если нет задержки поезда.

При остановке поезда желательно чтобы весь состав или его часть остановилась на спуске.

При нагоне опоздания разгонять поезд на спусках и равнинных участках и широко применять реостатное или рекуперативное торможение.

Меры безопасности при движении электровоза по перегону,

при производстве маневровой работы

и передвижении электровоза другим электровозом

1. Во время движения локомотива запрещается:

a) высовываться из боковых окон кабины управления за пределы предохранительного стекла (паравана);

b) открывать входные наружные двери и высовываться из них;

c) подниматься на электровоз и спускаться во время движения;

d) закорачивать защитные блокировки ;

e) находиться помощнику машиниста в машинном отделе­нии при наборе (сбросе) позиций и при включении (отключе­нии) контактора отопления поезда. Если возникла необходимость сбросить позиции во время нахождения помощника машиниста в машинном отделении, машинист должен выключить главный выключатель;

f) открывать двери, шторы и входить в высоковольтную камеру , в том числе при опущенных токоприемниках;

g) включать вручную главный выключатель .

2. При движении встречного поезда бригада должна:

a) следить за его состоянием и в случае обнаружения искрения, выхода за габарит или другого повреждения встречного поезда немедлен­но сообщить по радиосвязи машинисту встречного поезда и дежурному ближайшей станции;

b) помощник машиниста должен отойти к рабочему месту машиниста ;

c) в темное время суток переключить прожектор в положение «Тусклый свет», чтобы не ослепить бригаду встречного поезда;

d) после проследования головной части встречного поезда необходимо включить прожектор в положение «Яркий свет» дляосмотра вагонов встречного поез­да .

3. При необходимости осмотра экипажной части электровоза при остановках машинист должен:

a) затормозить локомотив , убе­диться в том, что он не сможет тронуться с места, и только после этого машинист и помощник могут сходить с локомоти­ва;

b) к осмотру экипажной части необходимо приступать только после окончания набегания и оттяжки вагонов поезда;

c) бригаде запрещается осматривать экипажную часть при прохождении поезда по смежному пути .

Требования правил техники безопасности при вынужденной остановке, возникновении неисправностей контактной сети и в случае повреждения электровоза

При вынужденной остановке поезда на перегоне машинист руководствуется п. 16.43 ПТЭ и обязан:

1. остановить поезд по возможности на площадке и прямом участке пути, если не требуется экстренной остановки;

2. привести в действие автотормоза поезда и вспомогатель­ный тормоз локомотива;

3. немедленно объявить по радиосвязи об остановке маши­нистам локомотивов, следующим по перегону, и дежурным по станциям, ограничивающим перегон;

4. если остановка не связана с задержкой поезда у светофора с запрещающим показанием, выяснить ее причины и возможность дальнейшего следования ;

5. если движение поезда не может быть возобновлено в тече­ние 20 мини более и нет возможности удержать поезд на месте на автотормозах, привести в действие ручной тормоз локомо­тива и подать сигнал для приведения в действие имеющихся в составе ручных тормозов . Помощник машиниста должен уло­жит ь под колеса вагонов имеющиеся на локомотиве тормозные башмаки , а при недостатке их, кроме того, привести в действия ручные тормоза вагонов согласно Инструкции по эксплуата­ции тормозов; дополнительно сообщить по поездной радиосвязи дежур­ному по станции (поездному диспетчеру) о причинах остановки и необходимых мерах по ликвидации возникших препятствий для движения;

6. совместно со всеми работниками, обслуживающими поезд, принять меры к устранению возникшего препятствия для движения , а в необходимых случаях обеспечить огражде­ние поезда и смежного пути.

7. в случаях срабатывания устройств контроля схода подвиж­ного состава при остановке поезда по нарушению целостности тормозной магистрали, выявлении схода подвижного состава и во всех случаях, когда требуется остановка встречного поезда, машинист обязан включить красные огни фонарей у буферно­го бруса (при необходимости неоднократно включить и выключить прожектор). Красные огни фонарей у буферного бруса для машиниста встречного поезда являются сигналом остановки. Машинист встречного поезда производит останов­ку, не проезжая головы остановившегося поезда, а после полу­чения информации лично или по радиосвязи о наличии габари­та продолжает движение со скоростью не более 20 км/ч с осо­бой бдительностью и готовностью остановиться, если встре­тится препятствие для дальнейшего движения;