Автомобиль приводится в движение двигателем, который соединяется с ведущими колесами при помощи трансмиссии, обычно состоящей из сцепления, коробки передач и системы различных валов и шарниров. Сцепление позволяет отсоединять двигатель от коробки передач, что облегчает ее переключение. Диск сцепления, соединенный с первичным валом коробки передач, прижимается к маховику двигателя мощными пружинами, что позволяет передавать крутящий момент в последующие элементы трансмиссии. По мере износа диска сцепления сила его прижатия к маховику уменьшается, и сцепление может начать «пробуксовывать». На каких передачах — «пониженных» или «повышенных» — следует двигаться в этом случае, чтобы добраться до ближайшей станции техобслуживания?
Справка: при движении автомобиля с определенной скоростью на «пониженных» передачах (1, 2, 3 ...) двигатель работает на больших оборотах, а на «повышенных» (4, 5, ...) — на меньших оборотах при той же скорости движения.
1. При износе диска сцепления и уменьшении силы его прижатия к маховику согласно закону Амонтона — Кулона уменьшаются максимальная сила трения и ее момент, вращающий первичный вал коробки передач, что приводит к пробуксовке сцепления на режимах движения с использованием максимальной мощности двигателя.
2. Мощность силы равна произведению модуля этой силы на модуль скорости перемещения точки ее приложения, поэтому при уменьшении максимальной силы трения для сохранения величины мощности, передаваемой по трансмиссии, необходимо увеличивать скорость вращения диска сцепления, то есть обороты двигателя.
3. Таким образом, при заданных условиях движения и, соответственно, мощности, передаваемой на колеса, следует при возникновении пробуксовки сцепления переходить с повышенных передач на пониженные, когда двигатель при той же скорости движения автомобиля работает на более высоких оборотах.
Износ сцепления происходит от избытка мощности и крутящего момента, а в решении задачи при изношенном сцеплении нам предлагают переходить в режим повышенных оборотов (т.е высокой мощности и моменте), что приводит к еще большим пробуксовкам и большему износу. Это абсолютно нелогично.
В задаче спрашивается, как всё-таки доехать до станции техобслуживания с изношенным сцеплением, а не ездить в таком режиме неопределённо долгое время.
Сцепление буксует на ПОВЫШЕННЫХ оборотах. Поэтому, чтобы избежать пробуксовки надо перейти на повышенную передачу, понизить обороты. Если наоборот повысить обороты, то сцепление начнет ещё сильнее пробуксовывать, что приведет к быстрому его выгоранию, вследствие чего вы не сможете доехать до станции техобслуживания.