Warum verwenden Züge Metallräder und Autos Gummirreifen?

Fahrzeuge sind in vielen Formen und Formen erhältlich und verwenden jeweils unterschiedliche Technologien, um effizient zu arbeiten. Zum Beispiel verwenden Autos und Busse, die auf Straßen fahren, Gummibänder, während Züge und U -Bahnen, die auf Gleisen fahren, Metallräder verwenden. Der Grund für diese unterschiedlichen Entscheidungen hängt von einem entscheidenden Faktor ab: Reibung.

Was ist Reibung?

Reibung ist die Kraft, die auftritt, wenn zwei Oberflächen in Kontakt kommen und sich ihrer Bewegung widersetzen. Je reibungsloser die Kontaktflächen sind, desto weniger Reibung ist es, was es ihnen ermöglicht, sich relativ zueinander schneller zu bewegen.

Bei der Betrachtung des Fahrzeugdesigns spielt die Reibung eine Schlüsselrolle. Die Geschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug fährt und die Art des Geländes, das es abdeckt, beeinflusst die Art von Rädern, die es benötigt, stark.

Warum verwenden Züge Metallräder?

Züge sind so ausgelegt, dass sie über große Strecken mit hoher Geschwindigkeit fahren und gleichzeitig enorme Lasten tragen. Sie laufen auf reibungslosen, sogar Spuren aus und ermöglichen es ihnen, die Geschwindigkeit mit minimaler Reibung aufrechtzuerhalten. Metallräder reduzieren die Reibung erheblich - bis zu 85% bis 99% - vergleichbar mit anderen Materialien. Dies liegt daran, dass sowohl die Schienen als auch die Räder aus glattem Metall bestehen und eine effizientere, reibungslose Bewegung ermöglichen.

Darüber hinaus müssen Züge nicht abrupt anhalten. Mit ihrem immensen Gewicht und ihrer Kraft verlassen sie sich auf den Schwung, um sich in Bewegung zu halten, was bedeutet, dass sie keine Räder benötigen, die viel Reibung erzeugen. Gummireifen, die viel mehr Reibung erzeugen würden, würden erheblich mehr Energie erfordern, um den schweren Zug zu bewegen, was sie unpraktisch macht.

Warum benutzen Autos Gummirreifen?

Autos hingegen müssen auf Straßen reisen und oft mit ungleichmäßigen, unvorhersehbaren Geländen wie Schlaglöchern und unbefestigten Straßen umgehen. Um dies zu bewältigen, benötigen Autos Räder, die einen starken Griff bieten, der durch Gummistreifen ermöglicht wird. Die Reibung zwischen Gummi und der Straße verleiht dem Fahrzeug die Traktion, die es sicher und reibungslos fahren muss.

Im Gegensatz zu Zügen müssen Autos häufig anhalten und starten. Gummistreifen erleichtern schnelle Stopps und Starts und bieten die erforderliche Reibung für ein sicheres Fahren. Darüber hinaus sind Gummirreifen günstiger und leichter zu ersetzen als Metallräder, was sie zu einer praktischeren Wahl für Fahrzeuge macht, die regelmäßig abgenutzt sind.

Schlussfolgerung: Reibung definiert das Raddesign

Zusammenfassend ist Reibung der wichtigste Faktor, der das Design von Rädern für verschiedene Fahrzeugtypen beeinflusst. Züge, die sich schnell mit schweren Lasten bewegen müssen, verwenden Metallräder, um die Reibung zu verringern. Autos, die unterschiedliche Gebiete navigieren müssen, erfordern Gummirreifen, um die Reibung zu erhöhen und die Traktion zu verbessern.