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

I veicoli sono disponibili in molte forme e forme e ciascuno usano tecnologie diverse per funzionare in modo efficiente. Ad esempio, auto e autobus che viaggiano su strade usano pneumatici in gomma, mentre i treni e le metropolitane che funzionano sui binari utilizzano ruote metalliche. Il motivo dietro 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 fluide le superfici di contatto, meno attrito c'è, che consente loro di muoversi più velocemente l'uno rispetto all'altro.

Quando si considera la progettazione del veicolo, l'attrito svolge un ruolo chiave. La velocità con cui un veicolo viaggia e il tipo di terreno che copre influenzano notevolmente il tipo di ruote di cui ha bisogno.

Perché i treni usano le ruote metalliche?

I treni sono progettati per viaggiare ad alta velocità per lunghe distanze mentre si trasportano carichi enormi. Fanno per brani lisci, uniformi, permettendo loro di mantenere la velocità con un attrito minimo. Le ruote metalliche riducono in modo significativo l'attrito, dall'85% al 99%, rispetto ad altri materiali. Questo perché sia le rotaie che le ruote sono realizzate in metallo liscio, consentendo un movimento più efficiente e senza attrito.

Inoltre, i treni non hanno bisogno di smettere di bruscamente. Con il loro immenso peso e potere, si basano sul momento per continuare a muoversi, il che significa che non richiedono ruote che generano molto attrito. I pneumatici di gomma, che creerebbero molto più attrito, richiederebbero significativamente più energia per spostare il treno pesante, rendendole poco pratiche.

Perché le auto usano pneumatici in gomma?

Le auto, d'altra parte, devono viaggiare su strade e spesso gestire terreni irregolari e imprevedibili, come buche e strade sterrate. Per gestire questo, le auto hanno bisogno di ruote che forniscono una forte presa, che è resa possibile dalle gomme di gomma. L'attrito tra gomma e strada dà al veicolo la trazione di cui ha bisogno per guidare in modo sicuro e fluido.

A differenza dei treni, le auto devono fermarsi e iniziare frequentemente. I pneumatici in gomma aiutano a facilitare le fermate e gli inizi 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 metalliche, rendendole una scelta più pratica per i veicoli che sperimentano usura regolare.

Conclusione: l'attrito definisce il design della ruota

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