Perché i treni utilizzano ruote metalliche e le auto utilizzano pneumatici in gomma?

I veicoli sono disponibili in molte forme e forme e ciascuno utilizza tecnologie diverse per funzionare in modo efficiente. Ad esempio, le automobili e gli autobus che viaggiano su strada utilizzano pneumatici in gomma, mentre i treni e la metropolitana che circolano sui binari utilizzano ruote metalliche. La ragione di queste diverse scelte si riduce a un fattore cruciale: l’attrito.

Cos'è l'attrito?

L'attrito è la forza che si verifica quando due superfici entrano in contatto, resistendo al loro movimento. Più le superfici di contatto sono lisce, minore è l'attrito, il che consente loro di muoversi più velocemente l'una rispetto all'altra.

Quando si considera la progettazione del veicolo, l’attrito gioca un ruolo chiave. La velocità alla quale viaggia un veicolo e il tipo di terreno che percorre influenzano notevolmente il tipo di ruote di cui ha bisogno.

Perché i treni utilizzano ruote metalliche?

I treni sono progettati per viaggiare ad alta velocità su lunghe distanze trasportando carichi enormi. Corrono su piste lisce e uniformi, consentendo loro di mantenere la velocità con il minimo attrito. Le ruote in metallo riducono significativamente l'attrito, dall'85% al ​​99%, rispetto ad altri materiali. Questo perché sia ​​i binari che le ruote sono realizzati in metallo liscio, consentendo un movimento più efficiente e senza attriti.

Inoltre, i treni non hanno bisogno di fermarsi bruscamente. Con il loro peso e la loro potenza immensi, fanno affidamento sullo slancio per continuare a muoversi, il che significa che non hanno bisogno di ruote che generino molto attrito. I pneumatici in gomma, che creerebbero molto più attrito, richiederebbero molta più energia per spostare il treno pesante, rendendoli poco pratici.

Perché le auto utilizzano pneumatici in gomma?

Le auto, invece, hanno la necessità di viaggiare su strada e spesso affrontano terreni sconnessi e imprevedibili, come buche e strade sterrate. Per far fronte a questo, le auto hanno bisogno di ruote che forniscano una forte aderenza, resa possibile dai pneumatici in gomma. L'attrito tra la gomma e la strada fornisce al veicolo la trazione necessaria per guidare in modo sicuro e fluido.

A differenza dei treni, le auto devono fermarsi e ripartire frequentemente. I pneumatici in gomma aiutano a facilitare arresti e partenze rapidi, fornendo l'attrito necessario per una guida sicura. Inoltre, i pneumatici in gomma sono meno costosi e più facili da sostituire rispetto alle ruote in metallo, rendendoli una scelta più pratica per i veicoli soggetti a regolare usura.

Conclusione: l'attrito definisce il design della ruota

In conclusione, l’attrito è il fattore più importante che influenza la progettazione delle ruote per diversi tipi di veicoli. I treni, che devono spostarsi rapidamente con carichi pesanti, utilizzano ruote metalliche per ridurre l'attrito. Le auto, che devono percorrere terreni diversi, richiedono pneumatici in gomma per aumentare l'attrito e migliorare la trazione.