Los vagones de ferrocarril se utilizan para mover una amplia gama de materiales en los Estados Unidos. Los autos Hopper transportan carbón de las minas de Wyoming a plantas de carbón en la costa este. Los automóviles de transporte de automóviles trasladan vehículos nuevos de las plantas de ensamblaje a los centros de distribución en todo el país. Los automóviles de pasajeros transportan pasajeros y viajeros de larga distancia entre ciudades y estados. Los vagones de ferrocarril pueden transportar una cantidad significativa de peso, pero los ferrocarriles tienen que determinar cuántos y qué tipos de motores usar, según el peso de la carga que se transporta. Calcular la fuerza necesaria para mover un vagón de ferrocarril del reposo es un proceso sencillo, usando algunas teclas de la calculadora.

Calcula la fuerza necesaria para mover un vagón de ferrocarril

Determina el coeficiente de fricción entre el ruedas de coche y el carril. Este coeficiente (?) Puede seleccionarse teóricamente de una tabla, o puede medirse experimentalmente. El coeficiente de fricción de rodadura es mucho menor que el coeficiente de fricción estática, que se aplicaría si la rueda no pudiese girar y tuviera que deslizarse. El coeficiente de fricción de rodadura para una interfaz de rueda-raíl es de aproximadamente 0,001, mientras que el coeficiente de fricción estática para una interfaz de acero sobre acero es de aproximadamente 0,5. Por lo tanto, se requiere mucha menos fuerza para mover un vagón con ruedas que se mueven libremente que uno con las ruedas bloqueadas.

Determine la fuerza de fricción (F) que el vagón tiene que superar para moverse. La fuerza de fricción se basa en la siguiente fórmula: F =? W, ¿dónde? es el coeficiente de fricción de rodadura entre la rueda y el riel y W es el peso del vagón. Si el peso de un vagón totalmente cargado es de 280,000 libras, entonces F = (0.001 x 280,000) = 280 libras.

Porque la única fuerza horizontal que produce el vagón de ferrocarril es la fuerza de fricción, la fuerza para moverse el vagón de ferrocarril (P) es igual a la fuerza de fricción (F). Por lo tanto, utilizando el ejemplo anterior, se necesita una fuerza de entrada de 280 libras para mover el vagón de ferrocarril.