La seconda differenza è il segno uguale invece di minore o uguale. Ciò significa che la forza di attrito è costante finché l’oggetto scivola: non è più uguale alla forza applicata. Ciò significa che la forza netta non è zero. Spingi più forte sulla sedia correndo e la sedia accelererà.
Torniamo a quel tiro alla fune. L’autista a destra ora ha un’thought: invece di accelerare il motore, accelera per mantenere un’interazione di attrito statico con le rotaie. Lento e costante. Il ragazzo a sinistra parla… e cosa succede? Le sue ruote girano e ottiene una forza di attrito cinetico. Bene, l’attrito statico batte l’attrito cinetico, quindi vince il treno giusto!
Funzionerebbe anche se il treno a sinistra fosse un po’ più pesante. Quindi, è possibile che una locomotiva ferroviaria trascini vagoni più massicci. Ma aspetta! C’è un fattore ancora più importante: un vagone ferroviario in movimento rotola, non scivola. La ruota tocca semplicemente il binario in un punto e poi rotola in un altro punto della ruota. Questa è la magia delle ruote: per le auto da trainare non esiste più Qualunque attrito con le rotaie.
Ma da qualche parte deve esserci attrito cinetico, e in effetti c’è: è tra gli assi delle ruote e l’auto stessa. Per ruotare, l’asse deve scorrere lungo una superficie dell’alloggiamento che lo tiene in posizione. Ma con i cuscinetti a rulli e la lubrificazione, µokay può essere ridotto in modo massiccio, da 0,56 per acciaio secco su acciaio a qualcosa come 0,002.
Ora stiamo parlando! È così che una locomotiva può trainare un lungo treno di vagoni con una massa molto maggiore. Il motore avanza utilizzando acciaio su acciaio statico attrito piuttosto elevato (0,74), che gli conferisce una buona trazione. E le auto hanno una forza di attrito cinetico resistivo con un coefficiente di ordini di grandezza inferiore.
Alcuni trucchi further
Tuttavia, l’enorme peso di 10.000 tonnellate corrisponde a una forza normale molto elevata, pari a circa 100 milioni di newton. E ricorda, l’attrito statico è maggiore dell’attrito cinetico. Quindi, anche se riesci a far muovere un treno, potresti non essere in grado di farlo partire.
Ecco perché i treni hanno un trucco chiamato slack motion. Se sei mai stato vicino a un treno mentre inizia a muoversi, probabilmente hai sentito un mucchio di crepitii che si muovono lungo la fila dei vagoni. Il motivo è che la connessione da un’auto all’altra è allentata. Quindi, quando la locomotiva traina il primo vagone, il secondo rimane fermo finché il gioco non viene eliminato. Con questo trucco la locomotiva può far muovere un vagone alla volta e aggiungerlo al gruppo dei vagoni in movimento. Abbastanza intelligente!
Un’ultima cosa interessante. Esiste ancora un altro tipo di attrito chiamato attrito volvente. Lo vedi su un camion con pneumatici in gomma: sotto il peso del veicolo, i pneumatici si appiattiscono sul fondo. Pertanto, quando il camion è in movimento, i pneumatici si deformano continuamente e ritornano alla loro forma corretta. Questa flessione riscalda le gomme e dove c’è calore c’è perdita di energia. Poiché l’energia viene conservata, ciò significa che le ruote rallentano e il camion deve bruciare più carburante per mantenere la velocità. I treni, invece, hanno pochissimo attrito volvente, perché le loro ruote in acciaio non si deformano quasi per niente. Ciò rende i treni un mezzo di trasporto più efficiente dal punto di vista energetico.
Quindi, vedete, è davvero possibile per una locomotiva trainare un gruppo di vagoni che hanno una massa maggiore. Hai solo bisogno di usare un po’ di fisica.
