Kun kitkakerroin ei riitä

Talvi yllätti autoilijat.

Yleensä yllätyn talvisin siitä, että Harrasteauton oventiivisteet jäätyvät kiinni ja että ikkunoiden puhdistamiseen täytyy varata aikaa. Tänä talvena olen yllätyksekseni yllättynyt siitä, että lumen ja jään peittämä tie voi olla liukas.

Ensin kävi ilmi, että Baijerilaisella Maatalous-Wekottimella ei pääse kotipihaan tähän vuodenaikaan. Ajoneuvon käyttöohjekirjassa nimenomaan varoitetaan, että

luistonesto, ajonvakautus ja lukkiutumattomat jarrut eivät voi kumota fysiikan lakeja,

mikä tarkoittaa sitä, että jos ylämäen kallistuskulman tangentti on suurempi kuin renkaiden ja tien välinen kitkakerroin, niin kuljettajan ei kannata edes yrittää. (Äskeisen väitteen todistus on lukion mekaniikankurssin harjoitustehtävä.)

Sen jälkeen tuli vaikeuksia SaabOpelilla, jossa on nastarenkaat mutta ei luistonestoa. Juutuin pari kertaa kotipihan kaltevan tason puoliväliin, kun ajoneuvo alkoi käyttäytyä poikkeavasti: kun painoin enemmän kaasua, auto pysähtyi paikoilleen. Renkaat kyllä jatkoivat pyörimistään, kunnes älysin hellittää kaasupolkimesta.

SaabOpel pysyi jarrun varassa paikallaan kaltevalla tasolla, joten päättelin, että renkaiden pito saattaisi juuri ja juuri riittää kotiinpääsyyn. Verryttelin kytkinjalkani ja ryömittelin autoa ylämäkeen infinitesimaalisen pienellä nopeudella (n. 3 cm/min). Liian raskas kaasujalka tuotti negatiivisen palautteen VVRRRUMMM! johon eteneminen pysähtyi, mutta lopulta kärsivällisyys palkittiin.

Sitten jouduin harjoittelemaan Harrasteauton ryömittelyä kaltevalla tasolla päästäkseni kotipihaan, ja sitten päästäkseni pois tuttavaperheen pihalta. Tuttavien piha on montun pohjalla, ja sieltä pääsee kadulle vain kiipeämällä ylös hyvin jyrkkää, pitkää, mutkaista ja liukasta mäkeä.

Pääsin ylös noin viidesosan matkasta, ja sitten renkaista alkoi kuulua luistoneston TRR-TRRK! ja Harrasteauto pysähtyi. Muutaman kerran peruutin ja yritin uudestaan. TRR-TRRK. Lopulta hoksasin ajaa niin lähelle tien reunaa, että toisen puolen renkaat nousivat vähän tien reunassa olevan lumikasan päälle. Yksi vetävä pyörä sai otteen lumesta, ja sen voimin Harrasteauto nosti itsensä pois potentiaalikuopasta.

Tästä kokemuksesta viisastuneena päättelin, että jos tien reunalle kasautunut lumi olisi jäätynyt kovaksi ja liukkaaksi, niin Harrasteauto olisi pitänyt pysäköidä tuttavien pihalle odottamaan kevättä. Sitten korjasin päätelmääni siihen suuntaan, että jos koko tie olisi jäätynyt kovaksi ja liukkaaksi, niin Harrasteauto ei olisi pysäköitynä tuttavien pihalla, vaan meressä pihan vieressä. Jos renkaiden ja tien välinen kitka ei riittäisi, auto jatkaisi suoraviivaista rataa kiihtyvällä liikkeellä alamäkeen.

Auto on enintään niin hyvä kuin sen alla olevat renkaat.

Suurin osa autoilijoista oppii autokoulussa hokemaan hyvätrenkaat hyvätrenkaat kuin haukionkala haukionkala*. Lukion mekaniikankurssilla pitäisi oppia, että  μG/cos α = mdv/dt (ilmanvastus oletetaan mitättömäksi) ja tältä käsitteelliseltä pohjalta voida keskustella vetävien pyörien merkityksestä. Jos äskettäin ajokortin saanut lukiolainen saa käyttöönsä auton, jolla teho/järki-suhde on vaarallinen, niin joko luistoneston TRR-TRRK! havainnollistaa kitkan merkitystä tylsällä tavalla tai sitten luistoneston toimimattomuus havainnollistaa sitä tuhoisalla tavalla.

Ja sitten sitä vasta todella tajuaa, miten hyvätrenkaat liittyy kreikkalaisiin kirjaimiin  μ [myy] ja α [alfa], kun huomaa istuvansa autossa, joka luisuu taaksepäin vaikka jarrupoljin on pohjassa. Käsitteellisen fysiikan ymmärrykseni koheni perstuntumalta. Täytyy ostaa Harrasteautoon sellaiset renkaat, joilla sen suorituskyky pääsee oikeuksiinsa.

*Näytettiinkö teillekin niitä paperilappuja, joiden koolla havainnollistettiin, miten pieni pinta-ala renkaasta on kontaktissa tien pintaan?