Wie haben die Räder eines Zuges ausreichend Grip auf einem Metallgleis? Ich meine, beide Oberflächen sind glatt (und nicht flexibel) und es ist in Ordnung, wenn es keine Neigung gibt, aber wie wäre es mit einer geneigten Strecke?
Das Gleiten wird durch Reibung verhindert und die Reibungskraft ist gleich dem Produkt aus dem Gewicht – der senkrechten Kraft – und dem dimensionslosen Haftreibungskoeffizienten.
Der Haftreibungskoeffizient zwischen Stahl und Stahl kann bis zu 0,78 betragen, sodass der Winkel stark nicht horizontal sein müsste, damit der Zug gleiten kann. Und viel Beschleunigung kann auch hinzugefügt werden.
Der niedrigste Haftreibungskoeffizient unter nassen und fettigen Bedingungen kann 0,05 betragen, was ungefähr dem Winkel im Bogenmaß entspricht, bei dem man anfangen könnte, sich Sorgen zu machen. Es sind nur 3 Grad und wenn überall viel Öl auf den Gleisen ist, kann der Zug schon bei diesen kleinen Winkeln unsicher werden. In Wirklichkeit fällt der Koeffizient jedoch nie so tief und 15 Grad sind normalerweise ein sicherer Winkel.
Siehe auch:
Beachten Sie, dass der statische Reibungskoeffizient höher ist als der kinetische Reibungskoeffizient, sodass es am schwierigsten ist, das Gleiten zu starten. Sobald der Zug zu rutschen beginnt, ist es wahrscheinlicher, dass er dies auch weiterhin tun wird.
Der gesamte obige Text betraf das Gleiten - die Stabilität in der Richtung von vorne nach hinten. Die Stabilität in Links-Rechts-Richtung wird durch die Form der Räder gewährleistet:
Züge bleiben auf der Strecke, weil die Räder nicht zylindrisch, sondern konisch sind. Siehe Feynmans Erklärung hier: http://www.youtube.com/watch?v=y7h4OtFDnYE
Georg
sterz
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