При механическом торможении подается сжатый воздух в тормозные цилиндры. Поршень в цилиндре перемещается, через шток, тяги и рычаги прижимая тормозную колодку к колесу с усилением К. В месте контакта колеса с тормозной колодкой возникает сила трения K x 
, направленная навстречу вращению колеса. - это коэффициент трения колодки о колесо. Перенесем силу силу трения K x в точку А касания колеса с рельсом. Колесо прижато к рельсу силой Р0. Обе эти силы внутренние по отношению к поезду и не могут повлиять на характер движения.
Если колесо прижато к рельсу с силой Р0, то в результате сцепления колеса с рельсом сила K x стремится сдвинуть рельс по направлению движения. Но рельс закреплен и вызывается реакция рельса по III закону Ньютона Вт, равная K x и противоположно направленная. Эта сила по отношению к поезду является внешней и называется тормозной силой. Она действует против движения и создает колесу упор.
Тормозная сила одного колеса: B т = K x
Усилие прижатия тормозной колодки к колесу «К» зависит от интенсивности торможения, от диаметра тормозного цилиндра, от давления воздуха в нем, от передаточного отношения рычажной передачи, от силы оттормаживающей пружины в тормозном цилиндре.
Коэффициент трения зависит от материала колодок, скорости движения и удельных сил нажатия колодок на колеса.
С увеличением скорости движения и удельного нажатия колодок коэффициент трения снижается, т.к. за счет тепла металл размягчается, в тонком слое может оплавиться. Для повышения коэффициента трения применяют двухстороннее нажатие колодок.
Коэффициент трения рассчитывают по эмпирическим формулам.
Применяются тормозные колодки: чугунные, чугунные с повышенным содержанием фосфора (до 1,0÷1,4%), и композиционные.
С увеличением скорости движения у чугунных колодок коэффициент трения более резко снижается, и чугунные колодки имеют больший износ. У композиционных колодок коэффициент трения выше и с увеличением скорости движения он в меньшей степени снижается. У чугунных колодок с повышенным содержанием фосфора коэффициент трения имеет промежуточное значение, но ближе к значениям чугунных колодок.
Тормозная сила Вт не должна превышать силу сцепления колеса с рельсом. Вт ≤ Fк сцеп. В противном случае колесо прекращает вращение и будет
двигаться «юзом» по рельсу. На поверхности катания колеса образуется площадка (ползун), который во время дальнейшего движения будет разрушать рельсы.
