Γιατί τα τρένα χρησιμοποιούν μεταλλικούς τροχούς και αυτοκίνητα χρησιμοποιούν ελαστικά από καουτσούκ;

Τα οχήματα έρχονται σε πολλά σχήματα και μορφές και το καθένα χρησιμοποιεί διαφορετικές τεχνολογίες για να λειτουργούν αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, τα αυτοκίνητα και τα λεωφορεία που ταξιδεύουν σε δρόμους χρησιμοποιούν ελαστικά από καουτσούκ, ενώ τα τρένα και οι υπόγειες διαδρομές που τρέχουν σε κομμάτια χρησιμοποιούν μεταλλικούς τροχούς. Ο λόγος πίσω από αυτές τις διαφορετικές επιλογές μειώνεται σε έναν κρίσιμο παράγοντα: τριβή.

Τι είναι η τριβή;

Η τριβή είναι η δύναμη που συμβαίνει όταν έρχονται σε επαφή δύο επιφάνειες, αντισταθμίζοντας την κίνηση τους. Όσο πιο ομαλά οι επιφάνειες επαφής, τόσο λιγότερο τριβή υπάρχει, που τους επιτρέπει να κινούνται ταχύτερα σε σχέση μεταξύ τους.

Κατά την εξέταση του σχεδιασμού των οχημάτων, η τριβή διαδραματίζει βασικό ρόλο. Η ταχύτητα με την οποία ένα όχημα ταξιδεύει και ο τύπος εδάφους που καλύπτει σε μεγάλο βαθμό το είδος των τροχών που χρειάζεται.

Γιατί τα τρένα χρησιμοποιούν μεταλλικούς τροχούς;

Τα τρένα έχουν σχεδιαστεί για να ταξιδεύουν σε υψηλές ταχύτητες σε μεγάλες αποστάσεις, ενώ μεταφέρουν τεράστια φορτία. Τρέχουν σε ομαλά, ακόμη και κομμάτια, επιτρέποντάς τους να διατηρούν ταχύτητα με ελάχιστη τριβή. Οι μεταλλικοί τροχοί μειώνουν σημαντικά την τριβή - κατά 85% έως 99% - σε σύγκριση με άλλα υλικά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τόσο οι ράγες όσο και οι τροχοί είναι κατασκευασμένοι από ομαλό μέταλλο, επιτρέποντας μια πιο αποτελεσματική κίνηση χωρίς τριβή.

Επιπλέον, τα τρένα δεν χρειάζεται να σταματήσουν απότομα. Με το τεράστιο βάρος και τη δύναμή τους, βασίζονται στην ορμή για να συνεχίσουν να κινούνται, πράγμα που σημαίνει ότι δεν απαιτούν τροχούς που παράγουν πολλή τριβή. Τα ελαστικά καουτσούκ, τα οποία θα δημιουργούσαν πολύ περισσότερη τριβή, θα απαιτούσαν σημαντικά περισσότερη ενέργεια για να μετακινήσουν το βαρύ τρένο, καθιστώντας τα πρακτικά.

Γιατί τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν ελαστικά από καουτσούκ;

Τα αυτοκίνητα, από την άλλη πλευρά, πρέπει να ταξιδεύουν σε δρόμους και συχνά να ασχολούνται με ανώμαλα, απρόβλεπτα εδάφη, όπως λακκούβες και χωματόδρομους. Για να το χειριστεί αυτό, τα αυτοκίνητα χρειάζονται τροχούς που παρέχουν μια ισχυρή λαβή, η οποία γίνεται δυνατή από τα ελαστικά από καουτσούκ. Η τριβή μεταξύ καουτσούκ και δρόμου δίνει στο όχημα την πρόσφυση που χρειάζεται για να οδηγήσει με ασφάλεια και ομαλά.

Σε αντίθεση με τα τρένα, τα αυτοκίνητα πρέπει να σταματήσουν και να ξεκινούν συχνά. Τα ελαστικά από καουτσούκ βοηθούν στη διευκόλυνση των γρήγορων στάσεων και των εκκινήσεων, παρέχοντας την απαραίτητη τριβή για ασφαλή οδήγηση. Επιπλέον, τα ελαστικά από καουτσούκ είναι λιγότερο ακριβά και ευκολότερο να αντικατασταθούν από τους μεταλλικούς τροχούς, καθιστώντας τους μια πιο πρακτική επιλογή για οχήματα που αντιμετωπίζουν τακτική φθορά.

Συμπέρασμα: Η τριβή ορίζει τον σχεδιασμό των τροχών

Συμπερασματικά, η τριβή είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει το σχεδιασμό τροχών για διαφορετικούς τύπους οχημάτων. Τα τρένα, τα οποία πρέπει να κινούνται γρήγορα με βαριά φορτία, χρησιμοποιούν μεταλλικούς τροχούς για να μειώσουν την τριβή. Τα αυτοκίνητα, τα οποία πρέπει να πλοηγηθούν σε ποικίλα εδάφη, απαιτούν ελαστικά από καουτσούκ για να αυξήσουν την τριβή και να βελτιώσουν την πρόσφυση.