Kwalifikacja: TKO.06 - Montaż i eksploatacja środków transportu szynowego
Masa lokomotywy o sześciu osiach wynosi 120 t. Przy równomiernym rozkładzie masy, nacisk pojedynczego zestawu kołowego na tor wynosi w przybliżeniu
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 200 kN jest prawidłowa, ponieważ masa lokomotywy sześcioosiowej wynosząca 120 t (ton) przekłada się na nacisk na tor równomiernie rozłożony na sześć osi. Aby obliczyć nacisk pojedynczego zestawu kołowego na tor, dzielimy całkowitą masę lokomotywy przez liczbę osi. W tym przypadku, 120 t to 120 000 kg. Używając wzoru na obliczenie siły ciężkości (F = m * g), gdzie g to przyspieszenie ziemskie wynoszące około 9,81 m/s², otrzymujemy: F = 120 000 kg * 9,81 m/s² = 1 177 200 N, co w przeliczeniu na kilonewtony daje 1177,2 kN. Dzieląc tę wartość przez 6 osi, otrzymujemy nacisk na jedną oś około 196,2 kN, co zaokrąglamy do 200 kN. Praktyczne zastosowanie tej wiedzy jest kluczowe w inżynierii kolejowej, gdzie odpowiednie obliczenie nacisku na tor ma wpływ na projektowanie infrastruktury, dobór materiałów oraz bezpieczeństwo ruchu kolejowego. W branży kolejowej stosuje się różne normy, takie jak UIC 510, które dotyczą obliczeń obciążeń na torach i ich nośności, co jest niezbędne dla optymalizacji działania całego systemu transportowego.
Wybór odpowiedzi 400 kN oznacza nieporozumienie w zakresie podstawowych zasad obliczeń związanych z obciążeniem lokomotywy. Przyjmuje się, że masa lokomotywy sześcioosiowej jest równomiernie rozłożona na wszystkie osie, co oznacza, że każda oś powinna przenosić tylko część całkowitego obciążenia. W przypadku masy wynoszącej 120 t, całkowity nacisk na tor nie może przekraczać łącznie 1177,2 kN, co po podziale na osie daje znacznie mniej, niż 400 kN na jedną oś. Zrozumienie tych zasad jest kluczowe dla konstrukcji torów, które muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby mogły wytrzymać obciążenia wynikające z ruchu pociągów. Poprawne obliczenia obciążenia są również istotne dla utrzymania bezpieczeństwa operacji kolejowych, jako że nadmierne obciążenie może prowadzić do uszkodzeń torów, a w skrajnych przypadkach nawet do katastrof. Odpowiedź 100 kN jest również błędna, ponieważ nie uwzględnia pełnej masy lokomotywy. Ustalając nacisk na tor, należy uwzględnić dynamikę systemu, co w przypadku lokomotywy sześcioosiowej oznacza, że nacisk musi być odpowiednio wyższy, a wartości rzędu 100 kN byłyby niewystarczające dla zapewnienia stabilności i bezpieczeństwa. Zrozumienie obliczeń obciążeniowych oraz ich wpływu na infrastrukturę jest kluczowym elementem w projektowaniu i eksploatacji systemów kolejowych.