IT
USA
DE
FR
ES
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
Le ruote del treno non sono perfettamente cilindriche, ma leggermente coniche. A nostro parere, questa forma conica è una meraviglia dell’ingegneria che realizza due obiettivi principali:
primo, correggere la traiettoria del treno verso il centro, e secondo, permettere al treno di ottenere l’azione differenziale. Per comprendere il primo risultato, consideriamo un semplice esperimento con bicchieri di carta incollati.
Quando faccio rotolare questo set di bicchieri di carta incollati su questi binari, si può vedere che si muovono perfettamente dritti. Anche se provo a dare una piccola inclinazione ai bicchieri all’inizio, riescono comunque a mantenere la direzione. Che dire di questo set? È incollato nel modo opposto. Quando faccio rotolare i bicchieri sullo stesso binario, è un fallimento. Le ruote ferroviarie utilizzano questo tipo di forma conica. Questo angolo assicura che le ruote non escano mai dal binario, ma la domanda è: perché?
Questa configurazione conica produce una forza auto-centrante. Per capire come, dobbiamo analizzare le forze che agiscono sulle ruote. Durante il movimento su un binario rettilineo, le principali forze che agiscono sulle ruote sono mostrate qui. Le forze di reazione saranno sempre perpendicolari alla superficie del cono. Quando le ruote sono centrate, le componenti orizzontali di queste forze si annullano a vicenda.
Ora, supponiamo che, per qualche motivo, le ruote si siano spostate verso destra. Una cosa interessante accade alle ruote del treno quando si muovono lungo l’asse. L’hai notato? È chiaro dall’immagine che l’intero asse delle ruote del treno si inclina come mostrato. Insieme a questa inclinazione, anche le forze normali si inclinano. Se si effettua un’analisi delle forze in questa condizione, si può vedere che ci sarà una forza risultante diretta verso sinistra. Questa forza riporterà automaticamente le ruote al centro. Man mano che le ruote si avvicinano al centro, la forza auto-centrante scompare. Che tecnica semplice ma brillante per auto-centrare le ruote, vero? Sulle due estremità delle ruote sono montati bordini (detti anche flange) come misura di sicurezza aggiuntiva.
primo, correggere la traiettoria del treno verso il centro, e secondo, permettere al treno di ottenere l’azione differenziale. Per comprendere il primo risultato, consideriamo un semplice esperimento con bicchieri di carta incollati.
Quando faccio rotolare questo set di bicchieri di carta incollati su questi binari, si può vedere che si muovono perfettamente dritti. Anche se provo a dare una piccola inclinazione ai bicchieri all’inizio, riescono comunque a mantenere la direzione. Che dire di questo set? È incollato nel modo opposto. Quando faccio rotolare i bicchieri sullo stesso binario, è un fallimento. Le ruote ferroviarie utilizzano questo tipo di forma conica. Questo angolo assicura che le ruote non escano mai dal binario, ma la domanda è: perché?
Questa configurazione conica produce una forza auto-centrante. Per capire come, dobbiamo analizzare le forze che agiscono sulle ruote. Durante il movimento su un binario rettilineo, le principali forze che agiscono sulle ruote sono mostrate qui. Le forze di reazione saranno sempre perpendicolari alla superficie del cono. Quando le ruote sono centrate, le componenti orizzontali di queste forze si annullano a vicenda.
Ora, supponiamo che, per qualche motivo, le ruote si siano spostate verso destra. Una cosa interessante accade alle ruote del treno quando si muovono lungo l’asse. L’hai notato? È chiaro dall’immagine che l’intero asse delle ruote del treno si inclina come mostrato. Insieme a questa inclinazione, anche le forze normali si inclinano. Se si effettua un’analisi delle forze in questa condizione, si può vedere che ci sarà una forza risultante diretta verso sinistra. Questa forza riporterà automaticamente le ruote al centro. Man mano che le ruote si avvicinano al centro, la forza auto-centrante scompare. Che tecnica semplice ma brillante per auto-centrare le ruote, vero? Sulle due estremità delle ruote sono montati bordini (detti anche flange) come misura di sicurezza aggiuntiva.
Per divertimento, supponiamo che le ruote del treno abbiano l’angolo opposto. Qui, se si effettua la stessa analisi delle forze durante uno spostamento verso destra, si può vedere che la forza risultante sviluppata è ugualmente verso destra. È per questo che, con questa geometria delle ruote, le ruote del treno vengono sempre spinte fuori dai binari.
Ora, esploriamo il secondo motivo per cui le ruote hanno una forma conica. Con questa forma conica, gli ingegneri sono riusciti a ottenere l’azione differenziale. Supponiamo che il treno debba affrontare una curva come mostrato. Qui, la ruota sinistra deve percorrere una distanza maggiore rispetto a quella destra. Tuttavia, quando le ruote sono collegate tramite un asse comune, come può una ruota percorrere più distanza dell’altra? È qui che entra in gioco la forma conica. Durante la curva, le ruote scivolano leggermente verso sinistra. Se consideri il punto di contatto delle ruote, la ruota sinistra ha un raggio maggiore rispetto a quella destra. In breve, per la stessa rotazione angolare, la ruota sinistra percorrerà una distanza maggiore e si otterrà l’azione differenziale.
Ricorda, per ottenere l’azione differenziale nelle automobili, gli ingegneri hanno dovuto separare le ruote e farle girare a velocità diverse. Qui, hanno ottenuto l’azione differenziale semplicemente dando alle ruote una forma conica. Interessante, vero?
Ovviamente, quando le ruote scivolano verso sinistra, si genera automaticamente una forza verso destra, come abbiamo visto prima. Durante una curva, questa forza fornisce la forza centripeta necessaria per affrontare la svolta. Per questo motivo, le ruote non scivolano di nuovo verso il centro durante la curva.
Noi di rendiamo omaggio ai brillanti ingegneri che hanno raggiunto due grandi obiettivi ingegneristici semplicemente dando una forma conica alle ruote. Grazie per aver guardato il video.
Alla prossima.
Ora, esploriamo il secondo motivo per cui le ruote hanno una forma conica. Con questa forma conica, gli ingegneri sono riusciti a ottenere l’azione differenziale. Supponiamo che il treno debba affrontare una curva come mostrato. Qui, la ruota sinistra deve percorrere una distanza maggiore rispetto a quella destra. Tuttavia, quando le ruote sono collegate tramite un asse comune, come può una ruota percorrere più distanza dell’altra? È qui che entra in gioco la forma conica. Durante la curva, le ruote scivolano leggermente verso sinistra. Se consideri il punto di contatto delle ruote, la ruota sinistra ha un raggio maggiore rispetto a quella destra. In breve, per la stessa rotazione angolare, la ruota sinistra percorrerà una distanza maggiore e si otterrà l’azione differenziale.
Ricorda, per ottenere l’azione differenziale nelle automobili, gli ingegneri hanno dovuto separare le ruote e farle girare a velocità diverse. Qui, hanno ottenuto l’azione differenziale semplicemente dando alle ruote una forma conica. Interessante, vero?
Ovviamente, quando le ruote scivolano verso sinistra, si genera automaticamente una forza verso destra, come abbiamo visto prima. Durante una curva, questa forza fornisce la forza centripeta necessaria per affrontare la svolta. Per questo motivo, le ruote non scivolano di nuovo verso il centro durante la curva.
Noi di rendiamo omaggio ai brillanti ingegneri che hanno raggiunto due grandi obiettivi ingegneristici semplicemente dando una forma conica alle ruote. Grazie per aver guardato il video.
Alla prossima.