Conţinut
Mașinile de cale ferată sunt folosite pentru a muta o gamă largă de materiale în Statele Unite. Mașinile Hopper transportă cărbune de la minele din Wyoming până la uzinele cu cărbune de pe coasta de est. Mașinile de transport auto mută vehicule noi de la instalațiile de asamblare în centrele de distribuție din toată țara. Mașinile de pasageri transportă navetiști și călători pe distanțe lungi între orașe și peste state. Mașinile feroviare pot transporta o cantitate semnificativă de greutate, însă căile ferate trebuie să stabilească câte și ce tipuri de motoare să folosească, pe baza greutății încărcăturii transportate. Calcularea forței necesare pentru a muta o mașină de cale ferată din repaus este un proces simplu, folosind câteva taste de calcul.
Calculați forța necesară pentru a muta o mașină de cale ferată
Determinați coeficientul de frecare dintre roțile mașinii și șină. Acest coeficient (?) Poate fi selectat teoretic dintr-un tabel sau poate fi măsurat experimental. Coeficientul de frecare de rulare este mult mai mic decât coeficientul de frecare statică, care s-ar aplica dacă roata nu i s-ar permite să se rotească și ar trebui să alunece. Coeficientul de frecare de rulare pentru o interfață roată-șină este de aproximativ 0,001, în timp ce coeficientul de frecare statică pentru o interfață oțel pe oțel este de aproximativ 0,5. Prin urmare, este nevoie de forță mult mai mică pentru a muta o mașină de cale ferată cu roți în mișcare liberă decât una cu roțile blocate.
Determinați forța de frecare (F) pe care trebuie să o depășească mașina de cale ferată pentru a se deplasa. Forța de frecare se bazează pe următoarea formulă: F =? W, unde? este coeficientul de frecare de rulare între roată și șină, iar W este greutatea mașinii de cale ferată. Dacă greutatea unei mașini feroviare complet încărcate este de 280.000 de lire sterline, atunci F = (0,001 x 280 000) = 280 de kilograme.
Deoarece singura forță orizontală pe care o produce mașina feroviară este forța de frecare, forța de a deplasa mașina de cale ferată (P) este egală cu forța de frecare (F). Prin urmare, folosind exemplul anterior, este necesară o forță de intrare de 280 de kilograme pentru a muta mașina feroviară.