Pse rrotat e trenave hekurudhore kanë një formë të çuditshme?

Herën tjetër që një metro ose tren udhëtarësh të futet në një stacion, hidhini një vështrim më të afërt rrotave të tij të mëdha metalike.

Do të vini re se në vend që të jenë cilindra të përsosur, anët e tyre ndryshojnë në një kënd të lehtë. Ky nuk është një defekt i fabrikës, por një zgjedhje e menduar e projektimit inxhinierik që lejon trenin të kthehet pa probleme pa dalë nga shinat.

Në kanalin matematikor dhe shkencor të Numberphile, Tadashi Takeda, Drejtor i Kërkimeve Matematikore në Trinity Hall, Kembrixh, përdor dy grupe gotash plastike të mbajtura së bashku me shirit ngjitës për të treguar ndryshimin midis stabilitetit dhe paqëndrueshmërisë së boshteve hekurudhore.

Kur majat e gotave janë të lidhura së bashku, ato mund të rrokullisen përgjatë shtigjeve paralele pa devijuar ose rrëzuar në anën e tyre. Megjithatë, nëse i lidhni në bazë, ato gjithmonë do të marrin pak anash derisa përfundimisht të dalin nga rruga.

Ndërsa gotat kthehen majtas ose djathtas, diametri i tyre ndryshon nga të dyja anët, duke rezultuar në një palë rrota të veçanta të lidhura me madhësi të ndryshme. Por versioni ku kupat mbahen së bashku nga kulmet korrigjohet vetë ndërsa lëviz, gjë që i jep stabilitet.

Siç shpjegon Takeda, është kjo veti e rrotave që e mban trenin në binarë gjatë kthesave. Hekurudha e jashtme është në fakt fizikisht më e gjatë se ajo e brendshme, e cila në rastin e dy rrotave cilindrike të përkryer do të kërkonte që ato të rrotullohen me shpejtësi të ndryshme, gjë që është shumë problematike për t’u zbatuar në praktikë.

Për të zgjidhur këtë problem, inxhinierët projektuan rrotat që të ngushtohen në mënyrë që ato të mund të lëkunden nga njëra anë në tjetrën në kohë reale ndërsa treni rrotullohej.

Nga njëra anë, zona e kontaktit bëhet më e madhe, gjë që u lejon atyre të qëndrojnë në rrugën e jashtme, dhe nga ana tjetër, ajo shkurtohet, gjë që është optimale për gjurmën e brendshme.

Gjithçka ndodh automatikisht falë forcave centrifugale që e shtyjnë trenin nga jashtë ndërsa rrotullon një cep, që do të thotë se nuk ka nevojë për ndonjë mbështetje shtesë.

SCAN

*Material i përgatitur nga portali SCAN. Ripublikimi mund të bëhet vetëm kundrejt citimit të autorësisë dhe burimit origjinal.