Les wagons de chemin de fer sont utilisés pour déplacer une grande variété de matériaux à travers les États-Unis. Les wagons-trémies transportent le charbon des mines du Wyoming vers les centrales au charbon de la côte Est. Les voitures de transport automobile transportent de nouveaux véhicules des usines d'assemblage vers des centres de distribution à travers le pays. Les voitures de tourisme transportent les voyageurs et les voyageurs de longue distance entre les villes et entre les États. Les wagons de chemin de fer peuvent supporter une quantité importante de poids, mais les chemins de fer doivent déterminer le nombre et le type de moteurs à utiliser, en fonction du poids de la cargaison transportée. Calculer la force nécessaire pour déplacer une voiture de chemin de fer est un processus simple, en utilisant quelques touches de la calculatrice.

Calculer la force nécessaire pour déplacer une voiture de chemin de fer

Déterminer le coefficient de friction entre roues de voiture et le rail. Ce coefficient (?) Peut être sélectionné théoriquement à partir d'une table, ou il peut être mesuré expérimentalement. Le coefficient de frottement est beaucoup plus faible que le coefficient de frottement statique, qui s'appliquerait si la roue ne pouvait pas tourner et devait glisser. Le coefficient de frottement de roulement pour une interface roue-rail est d'environ 0,001, tandis que le coefficient de frottement statique pour une interface acier-acier est d'environ 0,5. Par conséquent, il faut beaucoup moins de force pour déplacer un wagon avec des roues qui se déplacent librement qu'avec une roue dont les roues sont bloquées.

Déterminer la force de friction (F) que le wagon doit surmonter pour se déplacer. La force de frottement est basée sur la formule suivante: F =? W, où? est le coefficient de frottement entre la roue et le rail et W est le poids du wagon. Si le poids d'un wagon entièrement chargé est de 280 000 livres, alors F = (0,001 x 280,000) = 280 livres.

Parce que la seule force horizontale produite par le wagon est la force de friction, la force de déplacement le wagon (P) est égal à la force de frottement (F). Par conséquent, en utilisant l'exemple précédent, une force d'entrée de 280 livres est nécessaire pour déplacer le wagon.