Vì sao ôtô dễ phanh còn xe lửa thì không dễ phanh?
Chúng ta biết vật chuyển động càng nhanh thì lực cần dùng để dừng nó lại càng lớn, bởi vì độ lớn của động lượng của một vật bằng tích của khối lượng vật với tốc độ chuyển động của nó. Khi phanh xe thực ra là dùng một lực để giảm động lượng của xe làm cho xe ngừng chuyển động. Ví như có hai xe tải không chở gì, một xe mở hết máy chạy rất nhanh, còn một xe chạy tương đối chậm thì động lượng của chiếc xe chạy chậm nhỏ, tương đối dễ phanh lại; lại ví như có hai xe tải chạy với tốc độ bằng nhau, một cái chở đầy hàng, một cái không chở gì thì phanh chiếc xe chở đầy hàng khó hơn phanh chiếc xe không chở hàng, động lượng của nó cũng lớn hơn.
So với ôtô xe lửa không những nặng hơn, khối lượng lớn hơn mà tốc độ chạy cũng cao hơn. Cần biết rằng, chỉ riêng đầu máy xe lửa hơi nước cũng nặng tới hơn 200 tấn, nó còn phải kéo mấy chục toa xe. Nói chung một đoàn tàu hơi nước có thể kéo được nhiều nhất là hơn 3500 tấn hàng hoá, mỗi giờ còn có thể chạy được bốn năm mươi kilômet. Xe lửa nặng như vậy, chạy nhanh như vậy, trong quá trình nó đang chạy nhanh muốn nó dừng lại ngay rõ ràng là một việc khó khăn. Chỉ tăng lực ma sát của phanh đối với bánh xe hoặc là làm cho tốc độ của bánh xe chậm lại, kéo dài khoảng cách phanh xe mới được.
Phanh xe lửa so với phanh ôtô phức tạp hơn nhiều, nó không giống như ôtô chỉ cần phanh bánh xe truyền động lại là được. Nếu chỉ phanh bánh xe của đầu tàu mà không phanh bánh xe toa xe ở đằng sau thì do quán tính 10 toa xe hoặc mấy chục toa xe ở đằng sau vẫn theo hướng cũ mà lao lên phía trước, xe lửa có thể trượt bánh đổ tàu. Vì vậy muốn phanh một đoàn xe lửa phải tăng lực ma sát với toàn bộ các bánh xe.
Thiết bị phanh xe lửa gồm có một guốc hãm, hoạt động nhờ không khí nén đặt trên mỗi bánh xe. Người lái tàu chỉ cần ấn nút mở van không khí nén đặt trên đầu máy là không khí nén sẽ theo ống cao su dẫn đến tất cả các guốc hãm trên bánh xe, phanh chặt bánh xe lại.
Mặc dù xe lửa đã có thiết bị phanh như vậy nhưng do động lượng của nó quá lớn, lực ma sát tăng lên của phanh đối với bánh xe lại có hạn, cho nên sau khi người lái bắt đầu mở van phanh xe thì xe lửa vẫn còn tiếp tục trượt lên phía trước một khoảng cách khá dài mới có thể hoàn toàn dừng lại. Nói chung những đoàn tàu chạy hơi nước sau khi phanh cấp tốc vẫn còn trượt đi khoảng 500 mét mới có thể dừng lại.
