I vagoni ferroviari vengono utilizzati per spostare una vasta gamma di materiali negli Stati Uniti. Le macchine tramoggia trasportano carbone dalle miniere del Wyoming alle centrali a carbone sulla costa orientale. Le autovetture per il trasporto di automobili trasferiscono veicoli nuovi da impianti di assemblaggio a centri di distribuzione in tutto il paese. Le autovetture trasportano pendolari e viaggiatori a lunga distanza tra città e stati. I vagoni ferroviari possono trasportare una notevole quantità di peso, ma le ferrovie devono determinare quanti e quali tipi di motori utilizzare, in base al peso del carico trasportato. Calcolare la forza necessaria per spostare un vagone ferroviario dal riposo è un processo semplice, utilizzando alcune combinazioni di tasti della calcolatrice.

Calcola la forza necessaria per spostare un vagone ferroviario

Determina il coefficiente di attrito tra il ruote di auto e la ferrovia. Questo coefficiente (?) Può essere selezionato teoricamente da una tabella, oppure può essere misurato sperimentalmente. Il coefficiente di attrito volvente è molto più basso del coefficiente di attrito statico, che si applicherebbe se alla ruota non fosse consentito ruotare e dovesse scorrere. Il coefficiente di attrito volvente per un'interfaccia ruota-rotaia è circa 0,001, mentre il coefficiente di attrito statico per un'interfaccia acciaio su acciaio è circa 0,5. Pertanto, richiede molto meno sforzo per muovere un vagone con ruote che si muovono liberamente rispetto a uno con le ruote bloccate.

Determina la forza di attrito (F) che il vagone deve superare per muoversi. La forza di attrito si basa sulla seguente formula: F =? W, dove? è il coefficiente di attrito volvente tra ruota e rotaia e W è il peso del vagone ferroviario. Se il peso di un vagone a pieno carico è di 280.000 sterline, allora F = (0.001 x 280.000) = 280 libbre.

Perché l'unica forza orizzontale prodotta dal vagone ferroviario è la forza di attrito, la forza di movimento il vagone ferroviario (P) è uguale alla forza di attrito (F). Pertanto, utilizzando l'esempio precedente, è necessaria una forza di entrata di 280 libbre per spostare il vagone ferroviario.