Düzlükte Neyse de Trenler Pürüzsüz Metal Üzerinde Nasıl Yokuş Yukarı Çıkabiliyor?
Demir yollarında süzülen trenlerin mühendislik harikalarında dikkat çeken bir husus daha var. O da nasıl yokuş çıktıkları. Pürüzsüz bir ray üzerinde nasıl gidebiliyorlar?
İlk bakışta fizik kurallarına karşıt üzere görünse de gerisinde alışılmış ki mantıklı açıklamalar var.
Devasa makinelerin nasıl oluyor da bu kadar ağır yükleri ve kendilerini yokuş üst çekebildiklerini inceliyoruz.
Fizik ve mühendisliğin uyumu
Trenlerin yokuş üst çıkabilmesinin sırrı, temel fizik prensipleri ve gelişmiş mühendislik tekniklerinin bir kombinasyonunda yatıyor. Trenlerin raylarla olan etkileşimi, sürtünme kuvveti ve motor gücü ile sağlanıyor.
Raylar ekseriyetle çelikten yapılıyor ve tren tekerlekleri de metal olduğundan, ortalarındaki sürtünme en az seviyede. Bu düşük sürtünme, trenlerin hareketini kolaylaştırıyor lakin yokuş üst çıkarken kâfi çekiş gücünü sağlamak için özel tahliller gerektiriyor.
Sürtünme kuvvetinin önemi
Raylarla tren tekerlekleri ortasındaki sürtünme kuvveti aslında trenin hareketini sağlayan temel güç. Tren tekerleklerinin çelik raylara yaptığı basınç, kâfi sürtünme kuvvetini oluşturuyor.
Ancak bu sürtünme, birtakım durumlarda kâfi olmayabiliyor. Bu yüzden trenlerde özel olarak tasarlanmış tekerlek ve ray sistemleri kullanılıyor. Örneğin, kimi trenlerde tekerlekler üzerinde özel pürüzlendirici yüzeyler bulunuyor. Bu yüzeyler de raylarla olan temas yüzeyini artırarak sürtünme kuvvetini artırıyor.
Kum püskürtme sistemi
Trenlerin yokuş üst çıkmasını sağlayan kıymetli teknolojilerden biri de kum püskürtme sistemi. Tren tekerleklerinin önüne yerleştirilen özel nozullar aracılığıyla rayların üzerine ince bir kum katmanı püskürtülüyor.
Kum, tekerleklerin raylara daha uygun tutunmasını sağlayarak, bilhassa kaygan yahut ıslak raylarda trenin daha yeterli bir çekiş gücüne sahip olmasına yardımcı oluyor. Bu sistem sayesinde trenler, kuvvetli yokuşları ve berbat hava şartlarını daha kolay aşabiliyor.
Motor gücü ve yük dağılımı
Modern trenlerde kullanılan motorlar, yüksek tork ve güç üretebilen elektrik motorları. Bu motorlar, trenin yokuş üst çıkarken gereksinim duyduğu ekstra gücü sağlıyor. Ayrıyeten trenlerin yük dağılımı da bu süreçte değerli bir rol oynuyor.
Ağırlık, lokomotifin ön kısmına daha fazla yüklenerek tekerleklerin raylara uyguladığı basıncı artırıyor. Sürtünme kuvvetini artırarak da trenin yokuş üst hareket etmesini sağlıyor.
Trene bindiğinizde geri gidecekmiş hissi yaşıyorsanız artık ardındaki sırları biliyorsunuz. Bu yüzden de seyahatinizin keyfini çıkarabilirsiniz.
Trenler hakkında öteki içeriklerimizi de okuyabilirsiniz:
