Kwalifikacja: TKO.08 - Planowanie i realizacja przewozów kolejowych
Wyznacz maksymalną masę wagonu czteroosiowego typu platforma na podstawie warunku dotyczącego maksymalnych nacisków na oś, jeżeli jego ładowność wynosi 68,1 ton, nacisk na oś to 221 kN, a przyspieszenie grawitacyjne wynosi 9,81m/s2?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby określić maksymalną masę wagonu czteroosiowego typu platforma, należy najpierw zrozumieć, jak oblicza się nacisk na oś oraz jak wpływa on na całkowitą ładowność pojazdu. Nacisk na oś wynoszący 221 kN odpowiada około 22,5 ton, uzyskanemu poprzez przeliczenie siły na masę z wykorzystaniem przyspieszenia ziemskiego (m = F/g, gdzie F to siła, a g to przyspieszenie ziemskie). W przypadku wagonu czteroosiowego, całkowity nacisk na osie wynosi 4 * 221 kN, co daje 884 kN, co odpowiada maksymalnej masie około 90 ton. Jednakże, ponieważ ładowność wagonu wynosi 68,1 ton, jest to limit, który musi być uwzględniony. Tak więc maksymalna masa ładunku, który można przewieźć przy danym nacisku na oś, wynosi około 22 ton. W praktyce, projektowanie takich wagonów wymaga zgodności z normami kolejowymi, które regulują maksymalne naciski na osie, aby zapewnić bezpieczeństwo oraz efektywność transportu. Dobre praktyki w projektowaniu pojazdów szynowych powinny uwzględniać te obliczenia, aby nie przekraczać dozwolonych obciążeń. W związku z tym, odpowiedź 22 t jest poprawna i zgodna z normami inżynieryjnymi.
Analizując pozostałe opcje odpowiedzi, można zauważyć, że błędne wybory opierają się na mylnych założeniach dotyczących przeliczania nacisków na masy. Na przykład, w przypadku odpowiedzi sugerujących masy w okolicach 54 ton czy 30 ton, istnieje nieporozumienie związane z całkowitym naciskiem na osie wagonu. Przy założeniu, że maksymalny nacisk na oś wynosi 221 kN dla czterech osi, całkowity nacisk powinien być obliczany mnożąc ten nacisk przez liczbę osi. Tak więc, znacznie wyższe wartości masy nie uwzględniają ograniczeń związanych z ładownością wagonu oraz norm, które regulują maksymalne obciążenia. Przyjęcie zbyt dużych wartości masy prowadzi do ryzykownych konstrukcji, które mogą być niezgodne z przepisami bezpieczeństwa. W przypadku odpowiedzi z wartością 27 ton, błąd leży w niepoprawnym rozumieniu, jak oblicza się obciążenia i ich wpływ na nośność pojazdu. W praktyce, każdy projekt wagonu musi być zgodny z obowiązującymi standardami kolejowymi, które nakładają limit na maksymalne naciski i ładowności, aby zapewnić stabilność i bezpieczeństwo w ruchu kolejowym. W związku z tym, fundamentalna znajomość zasad mechaniki oraz obowiązujących regulacji jest kluczowa dla uniknięcia takich błędów w obliczeniach.