Järnvägsvagnar används för att flytta ett brett utbud av material över hela USA. Hoppbilar transporterar kol från gruvorna i Wyoming till koleldade växter på östkusten. Biltransportbilar flyttar nya fordon från monteringsanläggningar till distributionscentra över hela landet. Personbilar transporterar pendlare och långdistansresenärer mellan städer och över stater. Järnvägsvagnar kan bära en betydande vikt, men järnvägarna måste bestämma hur många och vilka typer av motorer som ska användas, baserat på lastens vikt som hämtas. Beräkning av kraften som behövs för att flytta en järnvägsvagn från vila är en enkel process med några tangenttryckningar.

Beräkna kraften som behövs för att flytta en järnvägsbil

Bestäm friktionskoefficienten mellan bilhjul och skenan. Denna koefficient (?) Kan antingen väljas teoretiskt från ett bord, eller det kan mätas experimentellt. Koefficienten för rullfriktion är mycket lägre än koefficienten för statisk friktion, vilket skulle gälla om hjulet inte fick rotera och skulle behöva glida. Koefficienten för rullfriktion för ett hjul-järngränssnitt är ungefär 0,001 medan statisk friktionskoefficient för ett stål-till-stål-gränssnitt är cirka 0,5. Därför krävs det mycket mindre kraft för att flytta en järnvägsvagn med fritt rörliga hjul än ett med hjulen låst.

Bestäm friktionskraften (F) som järnvägsvagnen måste övervinna för att röra sig. Friktionskraften är baserad på följande formel: F = W, var? är koefficienten för rullande friktion mellan hjulet och skenan och W är vikten av järnvägsvagnen. Om en fullbelastad järnvägs vikt är 280 000 pund, då F = (0,001 x 280 000) = 280 pund.

Eftersom den enda horisontella kraften som järnvägsvagnen producerar är friktionskraften, kraften att röra sig järnvägsvagnen (P) är lika med friktionskraften (F). Därför, med hjälp av det föregående exemplet behövs en ingångskraft på 280 pund för att flytta järnvägsbilen.