Innhold
Jernbanevogner brukes til å flytte et bredt spekter av materialer over hele USA. Hopperbiler fører kull fra gruvene i Wyoming til kullkraftverk på østkysten. Biltransportbiler flytter nye kjøretøy fra forsamlingsanlegg til distribusjonssentre over hele landet. Personbiler frakter pendlere og langdistanse reisende mellom byer og på tvers av stater. Jernbanevogner kan bære en betydelig mengde vekt, men jernbaner må avgjøre hvor mange og hvilke typer motorer som skal brukes, basert på vekten på lasten som blir trukket. Det er en grei prosess å beregne kraften som trengs for å flytte en jernbanevogn fra hvile, ved hjelp av noen få tastetrykk for kalkulatoren.
Beregn styrken som trengs for å flytte en jernbanevogn
Bestem friksjonskoeffisienten mellom bilhjulene og skinnen. Denne koeffisienten (?) Kan enten velges teoretisk fra en tabell, eller den kan måles eksperimentelt. Rullningskoeffisienten er mye lavere enn statisk friksjonskoeffisient, som ville gjelde hvis hjulet ikke fikk rotere og måtte skyve. Rullingskoeffisienten for et hjulskinne-grensesnitt er omtrent 0,001, mens statisk friksjonskoeffisient for et stål-på-stål-grensesnitt er omtrent 0,5. Derfor krever det langt mindre kraft å flytte en skinnebil med fritt bevegelige hjul enn en med hjulene låst.
Bestem friksjonskraften (F) som skinnebilen må overvinne for å bevege seg. Friksjonskraften er basert på følgende formel: F =? W, hvor? er rullende friksjonskoeffisient mellom hjulet og skinnen, og W er vekten til skinnebilen. Hvis vekten til en fullastet jernbanevogn er 280 000 pund, er F = (0,001 x 280 000) = 280 pund.
Fordi den eneste horisontale kraften som jernbanevognen produserer er friksjonskraften, er kraften til å bevege skinnebilen (P) lik friksjonskraften (F). Derfor, ved bruk av det forrige eksemplet, er det nødvendig med en innsatsstyrke på 280 pund for å flytte jernbanevognen.