Почему поезда используют металлические колеса, а автомобили используют резиновые шины?

Транспортные средства бывают разных форм и форм, и каждый из них использует разные технологии для эффективной работы. Например, автомобили и автобусы, которые путешествуют по дорогам, используют резиновые шины, в то время как поезда и метро, которые работают на путях, используют металлические колеса. Причина этих различных вариантов сводится к одному важному фактору: трение.

Что такое трение?

Трение - это сила, которая возникает, когда две поверхности вступают в контакт, сопротивляясь их движению. Чем больше контактных поверхностей, тем меньше существует трение, что позволяет им двигаться быстрее относительно друг друга.

При рассмотрении дизайна автомобиля трение играет ключевую роль. Скорость, с которой транспортное средство путешествует, и тип местности, который охватывает, сильно влияет на тип колес, которые ему нужны.

Почему поезда используют металлические колеса?

Поезда предназначены для перемещения на высоких скоростях на больших расстояниях, неся огромные нагрузки. Они работают по гладким, даже трекам, позволяя им поддерживать скорость с минимальным трением. Металлические колеса значительно уменьшают трение - на 85% до 99% - по сравнению с другими материалами. Это связано с тем, что и рельсы, и колеса изготовлены из гладкого металла, что позволяет более эффективно, без трения движения.

Более того, поездам не нужно резко останавливаться. С их огромным весом и силой, они полагаются на импульс, чтобы продолжать двигаться, а это означает, что им не требуются колеса, которые генерируют много трения. Резиновые шины, которые создали бы гораздо больше трения, потребует значительно большей энергии для перемещения тяжелого поезда, что делает их непрактичными.

Почему автомобили используют резиновые шины?

Автомобили, с другой стороны, должны путешествовать по дорогам и часто иметь дело с неровными, непредсказуемыми местами, такими как выбоины и грунтовые дороги. Чтобы справиться с этим, автомобилям нужны колеса, которые обеспечивают сильную сцепление, что стало возможным с резиновыми шинами. Трение между резиной и дорогой придает транспортному средству притяжение, которое ему нужно безопасно и плавно двигаться.

В отличие от поездов, автомобили должны останавливаться и начинать часто. Резиновые шины помогают облегчить быстрое остановки и запуска, обеспечивая необходимое трение для безопасного вождения. Кроме того, резиновые шины дешевле и проще заменить, чем металлические колеса, что делает их более практичным выбором для транспортных средств, которые испытывают регулярный износ.

Вывод: трение определяет дизайн колеса

В заключение, трение является наиболее важным фактором, влияющим на дизайн колес для различных типов транспортных средств. Поезда, которые должны быстро двигаться с тяжелыми нагрузками, используют металлические колеса, чтобы уменьшить трение. Автомобили, которые должны ориентироваться в различных местах, требуют резиновых шин для увеличения трения и улучшения тяги.