Представьте себе замкнутый круг рельсовой колеи диаметром в 500 метров. Совершенно ясно, что внутренний рельсовый круг, находящийся ближе к центру, будет короче наружного. Это ясно потому, что радиус внутренней кривой меньше радиуса наружной кривой.
Для нашего случая радиус внутренней кривой равен:
\(R_1=250-\frac S2\),
где \(S\) — ширина колеи (нормально 1 524 миллиметра). Наружный радиус кривой равен:
\(R_2=250+\frac S2+\sigma\)
где \(\sigma\) — уширение, необходимое по техническим условиям в кривых частях железнодорожного пути.
Предположим, что на этом кривом пути движется вагон, совершающий круг. Встает вопрос: как могут колеса одной и той же оси, будучи наглухо закрепленными на ней, пробегать в одно и то же время пути разной длины? Внутреннее колесо должно пройти меньший круг, чем наружное. В то же время внутреннее колесо и наружное сидят на одной оси и совершают точно одинаковое число оборотов. Как же объяснить это противоречивое явление?
Казалось бы, движение по кругу двух колес на одной оси невозможно. Но в действительности эта задача решается очень просто. Все дело в устройстве самих колес. Из помещенного здесь чертежа ясно, что поверхность катания железнодорожных колес не цилиндрическая, какой она обычно бывает у других колес, а коническая. Мысленно можно представить, что такое колесо состоит из нескольких колес с различными окружностями. Самая маленькая окружность — у внешнего края, самая большая окружность — у внутреннего (у реборды).
Разберем теперь, как такие колеса, наглухо насаженные на одну ось (или, иначе, «скат»), смогут пройти замкнутый круг железнодорожного пути.
Известно, что при движении по кругу возникает центробежная сила. Она стремится выбросить из кривой движущееся тело. В нашем случае скат не выбросится из кривой — он лишь сильнее прижмется ребордой наружного колеса к рельсу. А это будет означать, что внутреннее колесо сползет и будет катиться по своей меньшей окружности, а наружное колесо — по своей большей окружности. Иначе говоря, первое пройдет меньший путь, двигаясь по меньшему кругу пути, а второе пройдет больший путь, двигаясь по большему кругу пути. Этого и необходимо было достигнуть.
М. ФРИШМАН
Комментариев нет:
Отправить комментарий