Spoorwegauto's worden gebruikt om een ​​breed scala aan materialen over de Verenigde Staten te verplaatsen. Hopperauto's voeren kolen van de mijnen in Wyoming naar kolengestookte centrales aan de oostkust. Automobieltransportauto's verplaatsen nieuwe voertuigen van assemblagebedrijven naar distributiecentra in het hele land. Personenauto's vervoeren pendelaars en lange-afstandsreizigers tussen steden en tussen staten. Spoorwegauto's kunnen een aanzienlijk gewicht dragen, maar spoorwegen moeten bepalen hoeveel en welke typen motoren moeten worden gebruikt, op basis van het gewicht van de lading die wordt vervoerd. Het berekenen van de kracht die nodig is om een ​​spoorwegauto uit rust te halen, is een eenvoudig proces, met behulp van een paar rekenmachinetoetsen.

Bereken de kracht die nodig is om een ​​spoorwegwagen te verplaatsen

Bepaal de wrijvingscoëfficiënt tussen de autowielen en de rail. Deze coëfficiënt (?) Kan theoretisch uit een tabel worden geselecteerd of kan experimenteel worden gemeten. De wrijvingscoëfficiënt is veel lager dan de statische wrijvingscoëfficiënt, die van toepassing zou zijn als het wiel niet zou mogen draaien en zou moeten glijden. De wrijvingscoëfficiënt voor een wiel-rail grensvlak is ongeveer 0,001, terwijl de statische wrijvingscoëfficiënt voor een staal-op-staal interface ongeveer 0,5 is. Daarom heeft het veel minder kracht nodig om een ​​railauto te verplaatsen met vrij bewegende wielen dan een met de wielen vergrendeld.

Bepaal de wrijvingskracht (F) die de railauto moet overwinnen om te bewegen. De wrijvingskracht is gebaseerd op de volgende formule: F =? W, waar? is de wrijvingscoëfficiënt tussen het wiel en de rail en W is het gewicht van de railauto. Als het gewicht van een volledig beladen treinwagon 280.000 pond is, dan is F = (0.001 x 280.000) = 280 pond.

Omdat de enige horizontale kracht die de treinwagon produceert de wrijvingskracht is, de kracht om te bewegen de railwagen (P) is gelijk aan de wrijvingskracht (F). Daarom is het gebruik van het vorige voorbeeld een invoerkracht van 280 pond nodig om de treinwagon te verplaatsen.