Tartalom
A vasúti kocsikat sokféle anyag szállítására használják az Egyesült Államokban. A garatos autók szenet szállítanak a wyomingi bányákból a keleti parti széntüzelésű üzemekbe. A személygépkocsik új járműveket szállítanak az összeszerelő üzemből az elosztóközpontokba az ország egész területén. A személygépkocsik ingázókat és távolsági utazókat szállítanak városok és államok között. A vasúti kocsik jelentős mennyiségű súlyt hordozhatnak, de a vasutaknak a vontatott rakomány súlya alapján meg kell határozniuk, hány és milyen típusú motort kell használniuk. A vasúti kocsi nyugalomból való mozgatásához szükséges erő kiszámítása egy egyszerű folyamat, néhány számológép billentyűleütéssel.
Számítsa ki a vasúti kocsi mozgatásához szükséges erőt
Határozzuk meg a kocsi kerekei és a sín közötti súrlódási együtthatót. Ezt az együtthatót (?) Elméletileg kiválaszthatjuk a táblázatból, vagy kísérletileg is meg lehet mérni. A gördülési súrlódási együttható sokkal alacsonyabb, mint a statikus súrlódási együttható, amely akkor lenne alkalmazható, ha a kerék nem engedne forogni, és csúszni kellene. A kerék-sín felület gördülési súrlódási együtthatója körülbelül 0,001, míg a acél-acél felület statikus súrlódási együtthatója körülbelül 0,5. Ezért sokkal kevesebb erőre van szükség a szabadon mozgó kerekekkel rendelkező vasúti kocsi mozgatásához, mint egy rögzített kerekekkel.
Határozzuk meg a súrlódási erőt (F), amelyet a vasúti kocsinak meg kell küzdenie a mozgáshoz. A súrlódási erő a következő képleten alapul: F =? W, hol? a kerék és a sín közötti gördülési súrlódási együttható, W pedig a kocsi tömege. Ha egy teljesen megterhelt vasúti kocsi súlya 280 000 font, akkor F = (0,001 x 280 000) = 280 font.
Mivel az egyetlen vízszintes erő, amelyet a vasúti kocsi generál, a súrlódási erő, a vasúti kocsi mozgatására szolgáló erő (P) egyenlő a (S) súrlódási erővel. Ezért az előző példa szerint a vasúti kocsi mozgatásához 280 font bemeneti erőre van szükség.